cal culo s elecci on

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  • INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICA

    UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO

    T E S I S

    CLCULO Y SELECCIN DE

    TRANSMISIONES PARA

    AUTOTRANSPORTES A DIESEL

    QUE PARA OBTENER EL TITULO DE

    INGENIERO MECNICO

    P R E S E N T A:

    ARTURO SAIZ CALDERN GALLEGOS

    Asesores:

    Ing. Idelfonso Juan Martnez Snchez Ing. Marcos Gerardo Ladrn de Guevara Garca

    Mxico D.F. Junio 2009

  • DEDICATORIA.

    Este trabajo es para Arturo y Martha, porque inspirado en su ejemplo y cobijado en

    su amor y soporte incondicional decid ser un profesionista, para Myrna porque con su

    amor, compaa y apoyo es ms fcil compartir y alcanzar mis metas, para Cinthya, que su

    determinacin y claridad por el estudio me mostr las bondades de concluir esta etapa, y

    por supuesto para Arturito que simplemente es mi inspiracin y la mejor razn para dejar

    marcado el camino que un hombre de bien debe seguir.

    Para mi to Jorge, donde quiera que ests

  • 1

    CLCULO Y SELECCIN DE TRANSMISIONES PARA AUTOTRANSPORTES A DIESEL.

    Clculo y Seleccin.

    NDICE.

    Glosario. 3. Objetivo. 6.

    Introduccin. 7.

    Capitulo I. Definiciones. 9.

    o Transmisiones. 9. Relacin de Transmisin. 11. Porcentaje de Paso. 12.

    o Engranes. 13. Aplicaciones de los Engranes. 21. Mecanizado de los Engranes. 24. Clculo de engranes. 27. Deterioro y fallo de los engranes. 31.

    Captulo II. Transmisiones Manuales. 33.

    o Funcionamiento de Transmisiones manuales. 33. o Clasificacin de Transmisiones Manuales. 61.

    Por su sistema de cambios. 61. Por su relacin final. 64.

    o Operacin de Transmisiones Manuales. 65. Transmisiones Sincronizadas. 65. Transmisiones No Sincronizadas. 67.

    Captulo III. Anlisis de fallas y mantenimiento. 71.

    o Anlisis de Fallas. 71. Calentamiento. 71. Ruido. 71. Fugas de Aceite. 73. Botadura de Velocidad. 74. Dureza en los Cambios. 75.

  • 2

    Falsos acoplamientos. 75. Baleros 76.

    o Mantenimiento de Transmisiones Pesadas. 77.

    Captulo IV. Clculo y seleccin del Tren Motriz. 79.

    o Motores Vehiculares a Diesel Rango medio y pesado. 79. o Embragues. 82. o Transmisiones. 84. o Ejes Diferenciales. 85. o Llantas. 86. o Clculo del Tren Motriz. 88.

    Habilidad de Arranque. 92. Habilidad de Pendiente. 93. Grfica de Desempeo. 93.

    Captulo V. Casos de Aplicacin. 95.

    o Pasaje. 95. Urbano. 95. Forneo. 98.

    o Rango Medio. 101. Reparto Urbano. 101. Traslado Carretero. 103. Fuera de Camino. (Off Road) 105.

    o Rango Pesado. 107. Refrigerado Sencillo. 107. Tanques Full. 109.

    Conclusiones. 112. Anexos. 114.

    o Tablas de Mantenimientos para Transmisiones. 114. o Fichas Tcnicas Motores Vehiculares. 117. o Selector de Embragues. 145. o Fichas Tcnicas Transmisiones. 147. o Selector Pasos Diferencial. 158. o Fichas Tcnicas Llantas. 159. o Tablas Coeficientes de Arrastre. 163.

    Bibliografa. 164.

  • 3

    GLOSARIO.

    Autobs Forneo, es el camin que desplaza personas por rutas carreteras a grandes distancias uniendo ciudades principales. Autobs Semi Foraneo, es el camin que desplaza personas por rutas dentro de pequeas ciudades, y recorre tramos carreteros para llegar a otras poblaciones a no ms de 30 o 40 kms de distancia. Autobs Urbano, es el camin que desplaza personas dentro de una ciudad. Camin Rabn, es la unidad de transporte de mercancas que puede ser configurada para soportar cargas hasta de 7 toneladas en rutas urbanas, carreteras o mixtas pero siempre sobre asfalto. Camin Torton, es la unidad que puede soportar hasta 15 toneladas en rutas urbanas, carreteras o mixtas pero siempre sobre asfalto. Camin Vocacional, es la unidad que trabaja en rutas Fuera de carretera o mixtas, por ejemplo en minas con caminos de terrecera, la capacidad de carga puede variar de acuerdo a las necesidades, pero en algunas aplicaciones pueden llevar hasta 40 toneladas de material. Configuracin, es la correcta seleccin de componentes (motor, transmisin, diferencia, llantas, etc) de un vehculo de a cuerdo al uso pare el que se requiere. Motores Vehiculares, Las aplicaciones de los motores Diesel se dividen, en generacin elctrica, marinos y vehiculares, estos ltimos son los utilizados por el transporte de Carga. Para el caso de los autobuses se tienen de 4 y 6 cilindros, para los camiones y tractocamiones son nicamente de 6 cilindros. Sus tamaos van desde 4.8 lts, hasta 16 lts, con potencias desde 150 HP hasta 600 HP y torques desde 430 lb.pie hasta 2,050 lb.pie.

    RPM, Revoluciones Por Minuto, es el nmero de vueltas que da el motor en un minuto. En un motor diese para servicio vehicular no suelen pasar de las 2,500 RPM.

    Torque, es la resultante de la Fuerza proveniente de la reaccin qumica dada por la

    mezcla de aire y diesel dentro de la cmara de combustin del motor y la longitud del brazo del cigeal.

    HP, la potencia necesaria para elevar verticalmente a la velocidad de 1 pie/minuto

    una masa de 33.000 libras.

  • 4

    OEM, Original Equipment Manufacturer. Traducido al Espaol es el Fabricante de Equipo Original, en el medio automotriz as se le conoce a las ensambladoras de Autos y Camiones. Peso Bruto Combinado, PBC. Es el peso del vehculo ms el peso de los remolques y la carga. Peso Bruto Vehicular, PBV. Es el peso total en Toneladas o Libras del vehculo automotor simple y su carga. Tractocamin, es la unidad para transporte de mercancas que puede se configurado para jalar cargas desde las 15 toneladas hasta las 100 toneladas, tambin conocidos como quinta rueda debido al dispositivo que utilizan para enganchar el remolque con la carga.

    Sencillo, hace referencia a los tractocamiones que arrastran un solo remolque.

    Full, hace referencia a los tractocamiones que arrastran dos remolques, que es la mxima capacidad permitida por las leyes mexicanas.

    Caja Seca, se le conoce a los remolques para tracto que son totalmente cerrados,

    normalmente utilizados para llevar cargas ligeras pero voluminosas, como paquetera.

    Caja Refrigerada, se le denomina al remolque equipado con sistema de

    refrigeracin para poder llevar alimentos perecederos.

    Redilas, es el remolque sin techo fabricado con polines de madera, normalmente utilizado para desplazar granos.

    Tolvas, es el remolque utilizado para llevar productos qumicos, arenas y productos

    granulados, normalmente entre plantas procesadoras, ya que por su diseo se requiere de equipos especiales para cargarlas y descargarlas.

    Tanques, son los remolques de forma cilndrica utilizados para llevar lquidos,

    desde agua, hasta productos qumicos, pasando por toda la gama de combustibles. Por regulaciones federales no pueden circular a ms de 85 kms/hr, y deben ser diseados con unos dispositivos llamados rompe olas, que ayudan a eliminar los movimientos bruscos del lquido dentro del tanque, sin estos, sera fcil que el tanque se volteara o que desplazara todo su peso hacia un solo eje del remolque afectando la frenada o las suspensiones.

    Camas Bajas, o low boys, son las plataformas utilizadas para transportar

    maquinaria pesada o componentes que por sus dimensiones no caben dentro de una caja seca.

    Plataformas, es como su nombre lo indica una plataforma, utilizada y diseadas

    para llevar contenedores de los barcos a las ciudades.

  • 5

    Transporte de Carga. Con esto nos referimos a los distintos vehculos que desplazan personas o mercancas por las carreteras de nuestro pas. Tren Motriz, es el conjunto de mecanismos que utilizan las RPM, y el Torque del motor para hacer que el vehculo con carga se desplace por una ruta determinada a la velocidad deseada.

    Embrague, o clutch es el componente del tren motriz que acopla y desacopla las RPM y el torque del motor a la transmisin.

    Transmisin, o caja de velocidades, es el componente que ayuda a modificar las

    revoluciones y torque del motor para obtener desplazamiento a diferentes velocidades.

    Cardn, es un eje hueco (tubo) que lleva las RPM y torque de salida de la

    transmisin hacia el eje diferencial.

    Eje Diferencial, es un componente que nuevamente modifica las RPM y el torque que vienen de la transmisin para finalmente llevarlos a las llantas.

  • 6

    OBJETIVO. El objetivo de este trabajo es el de alcanzar la titulacin a grado de Ingeniero, por medio de, Memoria de Experiencia Profesional, evidenciando los varios mbitos en los que he tenido oportunidad de aplicar los conocimientos adquiridos durante la carrera de Ingeniero Mecnico, mientras desempeo mi trabajo en Transmisiones TSP, S.A. de C.V. Para lograr este objet