Cálculo de Torque y Diseño de Engranajes

Cálculo De Torque

• Definición: El torque es la fuerza que produce un giro en un objeto alrededor de un eje.
• Fórmula: ( T = F \times r )
  • ( T ): Torque (Nm)
  • ( F ): Fuerza aplicada (N)
  • ( r ): Distancia desde el eje (m)
• Importancia: Fundamental para dimensionar engranajes y transmisiones, asegurando que se transmitan las cargas adecuadas sin fallos.

Diseño De Engranajes

• Tipos de engranajes:
  • Engranajes rectos
  • Engranajes helicoidales
  • Engranajes cónicos
• Elementos a considerar:
  • Módulo: Relación entre el diámetro y el número de dientes.
  • Resistencia de materiales: Asegurar que los engranajes soporten las tensiones.
  • Lubricación: Importante para reducir el desgaste y el calor.
• Geometría: Angulación de dientes y perfil son cruciales para el rendimiento y eficiencia.

Relación De Transmisión

• Definición: Proporción entre el número de dientes de los engranajes en un sistema.
• Fórmula: ( TR = \frac{N_1}{N_2} )
  • ( TR ): Relación de transmisión
  • ( N_1 ): Número de dientes del engranaje motor
  • ( N_2 ): Número de dientes del engranaje conducido
• Impacto: Afecta la velocidad de salida y el torque en el sistema.

Tipos De Transmisiones

• Transmisiones mecánicas:
  • Transmisión por engranajes: Usa engranajes para transmitir movimiento.
  • Transmisión por cadenas: Utiliza cadenas y piñones, común en bicicletas.
  • Transmisión por correas: Emplea correas de goma o poliéster, ideal para distancias cortas.
• Transmisiones automáticas: Sistemas que cambian la relación de transmisión sin intervención manual, como las transmisiones CVT (Variable Continuamente).
• Transmisiones planetarias: Combinan engranajes para ofrecer múltiples relaciones de transmisión en un espacio compacto.

Cálculo De Torque

• Torque: Fuerza que provoca el giro de un objeto alrededor de un eje.
• Fórmula del torque: ( T = F \times r ), donde:
  • ( T ): Torque en Newton-metros (Nm)
  • ( F ): Fuerza aplicada en Newtons (N)
  • ( r ): Distancia desde el eje de rotación en metros (m)
• Relevancia: Esencial para el diseño de engranajes y sistemas de transmisión, previniendo fallos estructurales.

Diseño De Engranajes

• Clasificación: Tipos de engranajes incluyen:
  • Engranajes rectos: Propagan el movimiento en línea recta.
  • Engranajes helicoidales: Ofrecen mayor contacto, reduciendo el ruido.
  • Engranajes cónicos: Transforman la dirección del movimiento, típicamente a 90 grados.
• Factores clave:
  • Módulo: Relación entre diámetro y número de dientes, crucial para el engranaje.
  • Resistencia de materiales: Necesaria para soportar tensiones sin deformaciones.
  • Lubricación: Vital para disminuir el desgaste y minimizar el calor generado.
  • Geometría: La forma y la angulación de los dientes influyen en eficiencia y rendimiento.

Relación De Transmisión

• Concepto: Proporción entre el número de dientes de engranajes en un sistema.
• Cálculo de relación de transmisión: ( TR = \frac{N_1}{N_2} ), donde:
  • ( TR ): Relación de transmisión
  • ( N_1 ): Dientes del engranaje motor
  • ( N_2 ): Dientes del engranaje conducido
• Efecto en el sistema: La relación de transmisión determina tanto la velocidad de salida como el torque disponible al final del sistema.

Tipos De Transmisiones

• Transmisiones mecánicas incluyen:
  • Transmisión por engranajes: Utiliza engranajes para transferir movimiento de un eje a otro.
  • Transmisión por cadenas: Común en bicicletas, donde piñones y cadenas transmiten movimiento.
  • Transmisión por correas: Usan correas flexibles para distancias cortas, favoreciendo el movimiento continuo.
  • Transmisiones automáticas: Ajustan la relación de transmisión sin intervención del conductor, como en las CVT.
  • Transmisiones planetarias: Combinan varios engranajes para ofrecer múltiples relaciones en espacios reducidos.

Este cuestionario examina conceptos clave sobre el cálculo del torque y el diseño de engranajes. Es fundamental entender cómo se aplica la fuerza para crear movimiento rotacional y cómo seleccionar adecuadamente los engranajes para diversas aplicaciones mecánicas. Ideal para estudiantes de ingeniería mecánica.