Diseño de una junta homocinética para transmisión de potencia en vehículos. Reduccion de volumen y peso. Mejora de rendimiento

Abstract

[ES] Mi Trabajo de Final de Grado ha sido diseñado a partir de unas piezas y un conjunto mecánico cuyo contenido esencial se basa en la transmisión de potencia entre dos ejes no colineales, todo ello mediante una resolución Rzeppa. El trabajo está compuesto por:  Un modelaje 3D de los componentes mecánicos.  La generación del prototipo virtual.  La simulación del funcionamiento.  El análisis de los esfuerzos y la fatiga de uno de sus elementos.  La generación de documentación y los planos con detalles. Todos los elementos nombrados con anterioridad se han configurado con ayuda del programa Autodesk Inventor. Acto seguido y con los resultados de los estudios realizados sobre los elementos anteriores, he procedido al cálculo de las tensiones provocadas en una parte crítica como es la carcasa exterior. Es importante destacar que esta pieza se corresponde con una simplificación de una pieza real. Por otro lado, mencionar que no he tenido en cuenta aspectos como los niveles de lubricación o las impurezas que aparecen como causa de la suciedad. Para poder desarrollar el trabajo, he relacionado algunos de los conocimientos adquiridos en las diferentes asignaturas que se han impartido en el grado de Ingeniería Industrial durante estos cuatro años que comprenden mi trayectoria académica en la UPV. He explicado el modelaje, el ensamblaje y la simulación aplicando diferentes fuerzas para ver su evolución. Después de esto, he analizado las tensiones y me he dispuesto a extraer las conclusiones pertinentes de lo sucedido. Para comprobar que el modelo diseñado funciona correctamente, se ha fabricado mediante impresión 3D y se ha comprobado su funcionamiento. Por último, he realizado un presupuesto donde se halla el hipotético precio de esta creación basándome en las horas invertidas en el diseño y realización de la pieza y además he adjuntado los planos que se corresponden con las piezas diseñadas. A modo de conclusión, diremos que gracias al estudio realizado, se pone de manifiesto la importancia y las numerosas aplicaciones que tiene el objeto de este trabajo en el ámbito de las transmisiones, así como los materiales con los que se fabrica. Es importante escoger un buen material que por consiguiente genere una respuesta adecuada a las tensiones que se le aplican o que recibe.

[CA] El present Treball de Final de Grau ha sigut dissenyat entorn a unes peçes i un conjunt mecànic les quals contenen la transmissió de potència entre dos eixos no colineals amb una solució Rzeppa. El treball es troba composat:  D’un modelat 3D dels components mecànics.  De generació del prototip virtual.  Simulació del funcionament.  Anàlisi d’esforços i fatigament de un dels seus elements.  Generació de documentació i plànols de detall. Tots els elements esmentats anteriorment s’han configurat a partir del programa Autodesk Inventor. Així mateix amb els estudis realitzats he calculat les tensions provocades en una part crítica com es la carcassa exterior. És important recalcar que aquesta peça fa referència a una simplificació d’una peça real. D’altra banda, dir que no he tingut en compte aspectes com la lubricació o les impureses que apareixen a causa de la brutícia. Per a poder desenvolupar el treball, he relacionat alguns dels coneixements adquirits en les diverses assignatures impartides al grau d’Ingenieria Industrial durant aquest quatre anys que comprenen la meua trajectòria acadèmica a la UPV. He explicat el modelatge, l’enssamblatge i la simulació aplicant diverses forçes per veure la seua evolució. Després he analitzar les tensions i acte seguit he procedit a extraure les conclusions pertinents de lo succeït. Per comprovar que el model dissenyat funciona correctament, s’ha fabricat mitjançant impressió 3D y s’ha comprovat el seu correcte funcionament. Per últim, he realitzat un pressupost de l’hipotètic preu d’aquesta creació basant-me en les hores invertides en la realització d’aquest treball i he adjuntat a més els plans corresponents a les peçes dissenyades. Per a concloure direm que gràcies a l’estudi realitzat, s’adonem que es de gran importància i te moltes aplicacions l’objecte d’aquest treball en el món de les transmissions així com els materials amb els que es fabrica. És important escollir un bon material que com a conseqüència tinga una resposta adequada a les tensions que està rebent.

[EN] My dissertation for my final degree has been designed out of pieces and a mechanical set whose essential content is based on the power transmission between two co-lineal shafts, all by means of a Rzeppa resolution. Myprojectconsists of:  A 3D modelling of the mechanical  The virtual prototypegeneration  A simmulaion of how it would work  The analysis of the effort of the fatigue of its components  The generation of detailed papers and plans All elements that we named above are shaped using a programme called Autodesk Inventor. Afterwards, along with the results of the aforementioned previous studies, I have gone onto calculating the tensions caused on such a critical part as is the outer case. It is also important to highlight the fact that this piece belongs to a simplification of an actual piece. On the other hand, It should be mentioned that I have not taken into account such aspects as lubrication levels or impurities which may appear as a cause of dirt. So as to develop this project, I related some of the knowledge that I had been acquiring in the different modules of my degree in Industrial Engineering during these four years that comprise my academic history at UPV. I have explained the modelling, assembly and simulation applying different levels of power to assess its evolution. After this, I analysed the tensions so I was willing to draw all the possible conclusions. To verify that the model works properly designed, it is manufactured by 3D printing and proven operation. Finally, I made a budget where the hypothetical price of this creation is based on the hours that I spent on the design and realization of the piece and, furthermore, I have attached drawings that belong to the previously designed parts. In cnclusion, we can say that thanks to the study, it is highlighted the importance and the various applications that the object of this project has in the field of transmissions as well as the materials with which it is manufactured. It is highly important to choose proper materials to generate an adequate response to the tensions that may be applied or received on it.