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INTRODUCCION

Las transmisiones por tornillo sinfn rueda dentada se emplean en los casos cuando los ejes de las ruedas conductora y conducida se cruzan, en general bajo un ngulo recto y pueden considerarse como una variedad de un engranaje helicoidal con una diferencia que en este ltimo, el nmero de dientes en el elemento conductor es pequeo y el contacto entre los dientes tiene lugar por lneas de contacto y no por puntos. Este tipo de transmisiones se utilizan en reductores de velocidad para accionamiento de toda clase de mquinas y equipos, tales como transportadores continuos, montacargas cabrestantes a motor, gras a motor, mquinas textiles, mandos de timn en barcos, accionamiento de tambores giratorios, etc. Viendo la gran importancia de este tipo de transmisin, nos hemos visto en la necesidad de analizar experimentalmente sus parmetros constructivos, para as evaluar la potencia de salida que puede generar un reductor de velocidad y poder utilizar el reductor para alguna aplicacin especfica. Esperamos que el presente trabajo sea de su agrado y sirva como un documento de referencia acadmica para la formacin de los estudiantes de la Facultad de Ingeniera Mecnica de la Universidad Nacional de Ingeniera.

OBJETIVOS

Calcular la potencia de salida de aplicacin de un reductor por transmisin tornillo sinfn rueda dentada teniendo como base los parmetros constructivos de esta transmisin. Encontrar una aplicacin especfica para el uso de este reductor de transmisin de tornillo sinfn rueda dentada.

1. MARCO TERICO1.1. Transmisiones de tornillo sinfn corona El tornillo sin fin es un caso particular de engranajes helicoidales con ejes que se cruzan a 90. El ngulo de hlice del pin se toma prximo a los 90, y el nmero de dientes del mismo es tan pequeo que sus dientes forman hlices completas (llamadas entradas del tornillo o hilos del tornillo). El pin se convierte en un tornillo sinfn y la rueda se denomina entonces corona. El nmero de dientes del pin es igual al nmero de entradas del tornillo. La mxima relacin de transmisin se conseguir con = 1 (tornillo de una entrada). En general, el paso de rosca del tornillo ser igual al paso axial del tornillo por el nmero de entradas. 1.2. Tipos de tornillos sinfn y coronas El tornillo sin fin generalmente desempea el papel de la rueda conductora. Est tallado a partir de un eje cilndrico macizo en torno al cual se disponen helicoidalmente una serie de filetes. Se distinguen tres tipos fundamentales de tornillos sin fin y coronas. 1.2.1. Corona y tornillos sin fin cilndricos La rueda conducida es igual a la de los engranajes cilndricos usuales. El contacto entre el filete del tornillo y el diente de la corona es puntual, y por lo tanto el desgaste de ambos es rpido. Este montaje slo se utiliza en la transmisin de pequeos esfuerzos y a velocidades reducidas (figura 1).

1.2.2. Tornillo sin fin cilndrico y corona de dientes cncavos El tornillo sin fin mantiene su forma cilndrica, con sus filetes helicoidales. La rueda est tallada de forma que sus dientes estn curvados, con el centro de curvatura situado sobre el eje del tornillo sin fin (figura 2). En este caso, el contacto entre los dientes es lineal, lo que hace que se transmita mejor el esfuerzo y se producen menos desgastes. Este sistema es el ms usual en mecanismos de reduccin.

1.2.3. Corona y tornillo globoidal En este tipo, el tornillo se adapta a la forma de la rueda. Tal disposicin es poco frecuente debido a su alto coste de fabricacin. Se suele emplear en las cajas de direccin de los automviles (figura 3).

1.3. Irreversibilidad del movimiento En la mayora de los casos, el tornillo hace el papel de rueda conductora, con lo que el sistema es un reductor de velocidad. Dependiendo del coeficiente de rozamiento entre dientes y del ngulo de hlice, el mecanismo de tornillo sinfn y corona presenta la caracterstica de ser un mecanismo no reversible; es decir, aunque el tornillo puede girar en cualquier sentido y arrastrar a la corona, si sta es la que gira, no puede arrastrar al tornillo. Este fenmeno se aprovecha como mecanismo de seguridad en sistemas donde se necesita que la rueda no sea capaz de arrastrar al tornillo. Tiene especial aplicacin en elevadores de carga y ascensores, donde la irreversibilidad del mecanismo constituye el mejor freno de seguridad en caso de fallo de la energa elctrica. 1.4. Terminologa bsica de la transmisin tornillo sinfn rueda dentada A continuacin se indican las partes ms significativas en una transmisin de tornillo sinfn rueda dentada:

1.5. Ventajas de la transmisin tornillo sinfn rueda dentada 1) Es compacto, es decir con posibilidad de realizar grandes relaciones de transmisin, siendo relativamente pequeas las dimensiones exteriores de transmisin. 2) Seguridad de funcionamiento y sencillez de servicio. 3) La posibilidad de un auto-frenado. 4) El trabajo se realiza sin ruido, porque el engranamiento de dos dientes ocurre con una accin deslizante. 5) Se puede transmitir una elevada carga, debido al contacto lineal y el engrane simultneo de varios dientes (por lo comn 2 a 4 dientes). 6) Se puede lograr un alto rendimiento (hasta el 98%) en determinadas condiciones, ya que decrece especialmente con un ngulo menor de avance (con una relacin mayor), y con una menor velocidad de deslizamiento, y con menores dimensiones constructivas. 1.6. Desventajas de la transmisin tornillo sinfn rueda dentada 1) Grandes prdidas de potencia por su bajo rendimiento. 2) Necesidad de empleo de bronces de alta calidad. 3) Necesidad de empleo de herramientas e instrumentos muy caros para su maquinado.

2. INSTRUMENTOS Y EQUIPOS UTILIZADOS Carcasa del reductor

Eje del tornillo sinfn

Rueda dentada (corona)

Calibrador Vernier

3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Poner en funcionamiento el reductor y medir la velocidad de rotacin en ambos ejes con un tacmetro. Desarmar el reductor de transmisin tornillo sinfn rueda dentada. Separar las partes principales: tornillo sinfn, la rueda dentada y los ejes. Tomar las siguientes medidas: Nmero de dientes del engranaje Nmero de entradas del tornillo sinfn Paso axial Dimetro exterior del tornillo Ancho de la rueda dentada Distancia entre centros (aproximada) Longitud del gusano Volver a armar el reductor, ponerlo en funcionamiento y medir nuevamente la velocidad de rotacin en ambos ejes con un tacmetro.

4. PROCEDIMIENTO DE CLCULO 4.1 Datos del reductor tornillo sinfn rueda dentada:

4.2 Clculo de la carga tangencial

Dimetro de paso de la rueda dentada:

Adendum (TABLA 1,