REDISEÑO DE LA TRANSMISIÓN

MECÁNICA DE UN MOTOTAXI

MC 589 – Cálculo de Elementos de Máquinas Ing. Ugarte Palacín

04/07/20132013-1

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFacultad De Ingeniería Mecánica

→Borda Velásquez, Yoel Jesús20094083B

→Matos Montañez, Francisco20090110J

→ Pulido Campos, Edison Javier20090138A

→ Rodríguez Ávila, Jonathan Cristian20107528G

→ Tasson Joya, John Martín20090160G

REDISEÑO DE LA TRANSMISIÓN MECÁNICA DE UN MOTOTAXI

MONOGRAFIA

Rediseño de la Transmisión Mecánica de un Mototaxi

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REDISEÑO DE LA TRANSMISIÓN MECÁNICA DE UN MOTOTAXI

CONTENIDO

CONTENIDO.........................................................................................................2

1. DATOS TOMADOS Y TRANSMISIÓN ACTUAL..................................................3

1.1. Transmisión motor – Contra eje.............................................................3

1.2. Transmisión Contra eje – Rueda (Rueda Izquierda)................................4

1.3. Dimensiones de Contra eje....................................................................4

1.4. Rodamientos..........................................................................................5

1.5. Dimensiones del Vehículo......................................................................5

1.6. Motor......................................................................................................5

2. CÁLCULO DE POTENCIA TRANSMITIDA Y DEL MOTOR...................................6

3. CÁLCULO DE CADENAS.................................................................................7

3.1. Cadena motor – Contra eje.....................................................................7

3.2. Cadena Contra eje – Rueda....................................................................8

4. CÁLCULO DE EJE (CONTRA EJE).....................................................................8

5. CÁLCULO DE RODAMIENTOS.......................................................................10

6. COMPARACIONES DE TRANSMISIÓN ACTUAL Y CALCULADA.......................11

7. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES............................................................12

8. FUENTE BIBLIOGRÁFICA..............................................................................12

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1. DATOS TOMADOS Y TRANSMISIÓN ACTUAL

1.1. Transmisión motor – Contra eje

Piñón: 15 dientesContra eje: 37 dientesDistancia entre eje del motor y contra eje: 73 cmPaso de la cadena: ½ pulg (Dato de la cadena 428 H)Longitud de la cadena (en pasos): 150 pasos (Dato de la cadena 150)

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1.2. Transmisión Contra eje – Rueda (Rueda Izquierda)

Piñón (contra eje): 37 dientesRueda: 50 dientesDistancia entre contra eje y eje de rueda: 65 cmPaso de la cadena: ½ pulg (Dato de la cadena 428 H)Longitud de la cadena (en pasos): 150 pasos (Dato de la cadena 150)

1.3. Dimensiones de Contra eje

D=4.5 cmL=75 cm

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1.4. Rodamientos

Todos los rodamientos considerados son de la serie 6302 2RS (Rodamiento de bolas)

d = 15 mmD = 42 mmC = 8.8 kNC0 = 5.4 kN

1.5. Dimensiones del Vehículo

Largo: 2.83 mAncho: 1.31 mAltura: 1.72 mDiámetro de la rueda: 61 cmPeso seco: 0.25 TonCarga útil: 0.24 TonPeso bruto: 0.49 TonDistancia entre ejes de rueda delantera y posterior: 2.23 mDistancia entre ruedas posteriores: 1.10 m

1.6. Motor

Capacidad: 125 cc

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2. CÁLCULO DE POTENCIA TRANSMITIDA Y DEL MOTOR

Para calcular la potencia a transmitir utilizaremos como datos el peso bruto y asumiremos una velocidad máxima de 45 km/h.

El par o torque que se ejerce en la rueda es el producto T=r ×F

Donde:F=f × Nr=D /2

D: diámetro de la ruedaf: coeficiente de fricción asfalto – caucho (asumimos un valor de 0.75)N: reacción normal sobre la rueda

Asumiendo que el centro de gravedad está en el medio:

N1=W /2N2=N3=W / 4

Además: N=9.81× Pesobruto /4=1201.725N

Entonces: F=901.294N ,r=30.5cm

T=274.895N .m

Sabemos que: v=ω×rv=45km /h=12.5m /s

ω=40.983rad /s=391.36 RPM

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P=T ×ω=11.266 kW=15.1HP (Potenciamáxima)

Considerando una eficiencia de 0.95 en la transmisión de las 2 cadenas:

Pmotor=16.73HP

3. CÁLCULO DE CADENAS

nrueda=391.36 RPM

ncontraeje=nrueda×5037

=528.865 RPM

nmotor=ncontraeje×3715

=1304.533 RPM

3.1. Cadena motor – Contra eje

m=3715

=2.466Factor de servicio: 1.2Factor modificatorio: 1.29P=1.2×16.73 /1.29=15.56HP

Cálculo de hileras: 1, ANSI 50, p=5/8 pulgnmotor=1304.533 RPM

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dmotor=p

sen ( 180Zmotor)=3 pulg

v=π ×dmotor×nmotor

12=1024.16 pies /min(Salpicadura)

L=2×C+0.53× (Zmotor+Zcontraeje1 )

L=2×28.74× 85+0.53× (15+37 )≈120 pasos

3.2. Cadena Contra eje – Rueda

m=5037

=1.351Factor de servicio: 1.2Factor modificatorio: 0.5P=1.2×16.73 /0.5=40.152HP

Cálculo de hileras: 3 (factor 2.5), ANSI 60, pulg¾

d pcontraeje2=p

sen( 180Z pcontraeje2

)=8.84 pulg

v=π ×d pcontra eje2×nmotor

12=1224.47 pies /min (Salpicadura)

L=2×C+0.53× (Zrueda+Z pcontraeje2 )

L=2×25.59× 43+0.53× (50+37 )≈114 pasos

4. CÁLCULO DE EJE (CONTRA EJE)

Como se muestra en las fotos, el contra eje es el único eje a calcular. Además cabe resaltar que las cargas están en los apoyos.

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P=T ×ωT=r ×FP=r×F ×ωr=dcontraeje /2

d pcontraeje=5/8

sen( 18037 )=7.37 pulg=18.72cm

F= 15.1×7460.1872/2×40.983

=2.936 kN

T=274.895N .mM=Lcontraeje× F=2.202kN .m

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dcontraeje3= 16

π Sd√ (Km M )2+ (K tT )2

AsumiendoSd=30kgf /mm2=294.4×106 N /m2

dcontraeje3= 16

π ×294.4×106√(1.5×2202 )2+(2×274.895 )2

dcontraeje=38.69mm→dcontraeje=40mm

5. CÁLCULO DE RODAMIENTOS

Se considera que las fuerzas actúan directamente sobre los rodamientos, esto es debido a su cercanía a las fuerzas actuantes.

Asumiendo Lh=18000h y p=3(rodamiento debolas)

L=60×528.865×180001000000

=571.1688

C2.936

=571.16881 /3→C=24.36 kN

Rodamiento de Bolas: 6308, 6408, 2308, 7208B, 7308B, 3208, 3308, 3308D

Rodamiento de Rodillos: 208, 2208, 308, 2308, 408

Los demás rodamientos son pequeños se consideró utilizar 6302 (usualmente utilizado).

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6. COMPARACIONES DE TRANSMISIÓN ACTUAL Y

CALCULADA

Actual CalculadoNmotor 1304.533 RPM 1304.533 RPMN contraeje 528.865 RPM 528.865 RPMN rueda 391.36 RPM 391.36 RPMZmotor 15dientes 15dientes

Zcontraeje1 37dientes 37dientesZcontraeje2 37dientes 37dientes

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Z rueda 50dientes 50dientesdeje 4.5 cm 4.0 cm

Lcadena1 150 pasos 120 pasos¿hileras cadena1 1 1Pasode cadena1 1/2 pulg 5/8 pulg

Lcadena2 150 pasos 114 pasos¿hileras cadena2 1 3Pasode cadena2 1/2 pulg 3/ 4 pulgRodamientos enel

contraeje(Debolas)

6308 ,6408 ,2308 ,7208B ,7308 B ,3208 ,3308 ,3308D

7. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES

Debido al cálculo del número de hileras para la segunda cadena (3 hileras), creemos que es necesario que se implemente una transmisión para la otra rueda. Con esto se disminuiría el número de hileras, al tener una hilera en cada rueda se disminuiría en 1 el número de hileras.

El número de pasos en ambas cadenas vario notablemente, esto es debido a que en los cálculos se halló un paso distinto al utilizado en la transmisión actual.

Se calcularon los posibles rodamientos del contra eje, pero no serán utilizados debido a que se tiene un acoplamiento a un eje menor en donde se utilizó los rodamientos 6302 2RS. Aun así, se considera que se debe cambiar estos rodamientos porque no soportan la carga dinámica.

El cálculo del eje nos mostró que el eje usado tiene un diámetro adecuado.

Para estos cálculos se debe tener en cuenta que el número de dientes no se varió, pero se podría realizar otro cálculo en el cual se cambie los dientes, pero los diámetros no se alteren. Se realizó esto por facilidad de cálculo.

8. FUENTE BIBLIOGRÁFICA

1. Diseño de Elementos de Máquinas I – MSc. Ing. Fortunato Alva Dávila

2. Diseño de Elementos de Máquinas II – MSc. Ing. Fortunato Alva Dávila

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3. ESPECIFICACIONES PARA CADENAS DE ACERO ESLABONADAS PARA MOTOCICLETA - www.npcparts.com/index.php?/View-document/14-Cadena-de-Motos.html

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