Diseño y cálculo de un reductor de velocidad con relación de transmisión 7.1 y par máximo a la salida de 4500 Nm

Abstract

[ES] El objetivo del presente trabajo final de grado es el de diseñar y calcular un reductor de velocidad de dos etapas, que va a ser utilizado a nivel industrial, e incorporado en cualquier tipo de maquinaria. Primeramente, se van a analizar las posibles transmisiones existentes en el mercado, descartando las que no se adecúen a la consecución del objetivo del trabajo. Una vez elegida la mejor solución posible y teniendo presente el diseño del reductor, se va a proceder a seleccionar los componentes necesarios que garanticen el correcto funcionamiento del mismo, para un determinado número de horas de funcionamiento. Posteriormente, se van a realizar los diferentes cálculos necesarios partiendo de los datos iniciales, dimensionando los árboles, engranajes y rodamientos para posteriormente realizar una simulación de funcionamiento. Cabe destacar, que se van a tener en cuenta ambos sentidos de giro en las hipótesis de funcionamiento, ya que los engranajes utilizados transmiten esfuerzos axiales de dirección variable, según su sentido de giro. Por otro lado, se va a estudiar tanto la deflexión lateral como el comportamiento a fatiga en las secciones más críticas de cada árbol, así como los esfuerzos transmitidos por los engranajes helicoidales. Finalmente, se va a confeccionar un presupuesto detallado de cada uno de los componentes del reductor, reflejando de este modo el coste de producción final. Por último, se van a realizar tanto planos acotados de conjunto como de despiece, para definir completamente la geometría y dimensiones de los elementos que componen el reductor de velocidad.

[EN] The aim of this final degree work is to design and calculate a two stage speed reducer, which can be used at industrial level, and incorporated in any type of machinery. First, the possible transmissions on the market are going to be analysed, discarding those that do not suit the achievement of the objective of the work. Once the best possible solution has been chosen, bearing in mind the design of the reducer, the necessary components are going to be selected to guarantee the correct operation of the same, for a certain number of hours of operation. Afterwards, the different calculations are going to be carried out starting from the initial data, sizing the trees, gears and bearings and then perform a simulation of operation. It should be noted, that both directions of rotation are going to be taken into account in the operating hypothesis, since the gears used transmit axial forces of variable direction, according to their direction of rotation. On the other hand, we are going to study both lateral deflection and fatigue behaviour in the most critical sections of each tree, as well as the efforts transmitted by helical gears. Finally, a detailed budget is going to be made for each of the components of the reducer, thus reflecting the final production cost. Finally, we are going to carry out both dimensioned drawings of assembly and cutting, to define completely the geometry and dimensions of the elements that compose the speed reducer.

[CA] L'objectiu del present treball final de grau és el de dissenyar i calcular un reductor de velocitat de dos etapes, que va a ser utilitzat a nivell industrial, i incorporat en qualsevol tipus de maquinària. Primerament, es van a analitzar les possibles transmissions existents en el mercat, descartant les que no s'adeqüen a la consecució de l'objectiu del treball. Una vegada triada la millor solució possible i tenint present el disseny del reductor, es va a procedir a seleccionar els components necessaris que garantisquen el correcte funcionament d'aquest, per a un determinat nombre d'hores de funcionament. Posteriorment, es van a realitzar els diferents càlculs necessaris partint de les dades inicials, dimensionant els arbres, engranatges i rodaments per a posteriorment realitzar una simulació de funcionament. Cal destacar, que es van a tindre en compte tots dos sentits de gir en les hipòtesis de funcionament, ja que els engranatges utilitzats transmeten esforços axials de direcció variable, segons el seu sentit de gir. D'altra banda, es van a estudiar tant la deflexió lateral com el comportament a fatiga en les seccions més crítiques de cada arbre, així com els esforços transmesos pels engranatges helicoïdals. Finalment, es va a confeccionar un pressupost detallat de cadascun dels components del reductor, reflectint d'aquesta manera el cost de producció final. Finalment, es van a realitzar tant plans fitats de conjunt com d'especejament, per a definir completament la geometria i dimensions dels elements que componen el reductor de velocitat.