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Cálculo y diseño de un reductor de velocidad de dos etapas

El objetivo principal de este TFG es realizar el cálculo y diseño de un reductor de velocidad de dos etapas. El tipo de transmisión escogido es por engranajes directos de dientes rectos, siendo los ejes de entrada y de salida coaxiales. La relación de transmisión del mecanismo será igual a 12. El mecanismo es requerido para ser acoplado a una máquina herramienta genérica, que cumpla que la velocidad de entrada sea de 1500 rpm, cuando se entrega el par máximo, 1800 Nͼm, y la de salida sea de 125 rpm. El proceso de diseño ha comenzado con el dimensionamiento de los engranajes atendiendo a las ecuaciones de resistencia AGMA. Posteriormente, se han diseñado los ejes en base al cálculo de fatiga. Más tarde, se han calculado y seleccionado los rodamientos, anillos de sujeción, chavetas y tuercas. Seguidamente, se ha hecho una simulación por elementos finitos de cada eje con ayuda del programa Marc Mentat con el objetivo de acercarse más a la realidad y ver si sufren fallos por fatiga. Una vez conocidas todas las dimensiones finales de todos los componentes, se ha diseñado la carcasa donde irán apoyados. Más tarde, se ha descrito la fabricación de cada elemento así como el montaje final del mecanismo. Y por último, se ha realizado un presupuesto del reductor de velocidad y se han realizado los planos correspondientes de todos los componentes que lo forman.

The main objective of this TFG is to calculate and design a two-stage speed reducer. The type of transmission chosen is by direct gears with straight teeth, being the input and output shafts coaxial. The gear ratio of the mechanism will be equal to 12. The mechanism is required to be coupled to a generic machine tool, which fulfills that the input speed is 1500 rpm, when the maximum torque is delivered, which is 1800 Nm, and the output speed is 125 rpm. The design process has started with the sizing of the gears according to the AGMA resistance equations. Subsequently, the axles have been designed based on the fatigue calculation. Later the bearings, clamping rings, cotter pins and nuts have been calculated and selected. Next, a finite element simulation of each axis was carried out with the help of the Marc Mentat program in order to get closer to reality and see if they suffer fatigue failures. Once all the final dimensions of all the components are known, the casing where they will be supported has been designed. Later, the manufacturing of each element as well as the final assembly of the mechanism has been described. And finally, a budget has been made for the speed reducer and the corresponding plans have been made for all the components that comprise it.