Desarrollo de un algoritmo para el diseño de árboles de transmisión de cajas reductoras de engranajes cilíndricos
El presente trabajo de tesis está enfocado en desarrollar un algoritmo para el diseño de árboles de transmisión de cajas reductoras mecánicas de engranajes cilíndricos con distribución uniforme. Asimismo, este algoritmo fue implementado a través de Microsoft Visual Studio Ultimate 2012, el programa...
| Autor Principal: | Soto Jaimes, Jean Carlos |
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| Formato: | Tesis de Licenciatura |
| Idioma: | Español |
| Publicado: |
Pontificia Universidad Católica del Perú
2015
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| Materias: | |
| Acceso en línea: |
http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/6135 |
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| Sumario: |
El presente trabajo de tesis está enfocado en desarrollar un algoritmo para el diseño
de árboles de transmisión de cajas reductoras mecánicas de engranajes cilíndricos
con distribución uniforme. Asimismo, este algoritmo fue implementado a través de
Microsoft Visual Studio Ultimate 2012, el programa que surge a partir de la
implementación recibe el nombre de PRODIAT (Programa para el Diseño de Árboles
de Transmisión). La implementación del algoritmo se realizó con el fin de
proporcionarle una mayor facilidad de uso.
El algoritmo se basa en cuatro etapas fundamentales: propiedades mecánicas del
material y velocidad de giro, configuración de cargas, análisis de resistencia estática y
análisis de resistencia a la fatiga. La primera etapa consiste en reconocer las
propiedades mecánicas del material que el usuario ha seleccionado. La segunda etapa
se encarga de calcular las reacciones en los apoyos a partir del reconocimiento del
tipo de árbol que se diseñara (árbol de entrada, intermedio o salida), la cantidad y tipo
de transmisiones que agregue el usuario. La tercera etapa se encarga de mostrar los
diagramas de fuerzas internas y dimensionar el diámetro que debe tener una
determinada sección de análisis seleccionada por el usuario; este cálculo se realiza
según la teoría de falla de Von Misses. Se debe mencionar que no se ha considerado
el peso de los componentes de transmisión ni del propio árbol, esto debido a que las
cajas reductoras que se contemplan trabajan en el rango de media y alta potencia. Se
utilizó el método analítico para obtener las expresiones que representan las fuerzas
internas en todas las configuraciones de cargas (número de cargas y tipo de cargas.
Finalmente, la cuarta etapa realiza el cálculo del factor de seguridad a la fatiga (según
la expresión de la recta de Goodman modificada) para la sección seleccionada por el
usuario, para lo cual el algoritmo debe de leer previamente los datos correspondientes
a los factores que afectan la resistencia a la fatiga (factor de superficie, tamaño,
temperatura, carga, confiabilidad y concentradores). Finalmente, para validar los
resultados obtenidos mediante el uso de PRODIAT se utilizaron diversos ejemplos de
diseño de árboles extraídos de textos de Diseño en Ingeniería Mecánica.
Con el empleo de PRODIAT, se ha conseguido disminuir aproximadamente en un 75%
el tiempo empleado para el análisis estático y de resistencia a la fatiga hecho en el
diseño de árboles. |
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