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Normas esenciales para la validación de investigaciones y trabajos
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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PORTADA
En la presente investigación, está basado en la norma ANSI/AGMA 2101-D04 [1]. Dicha norma trata de los factores fundamentales y de los métodos de cálculo para engranajes de dientes rectos y helicoidales. Las normas técnicas AGMA están sujetas a constantes mejoras, revisiones o cancelaciones dictadas por la experiencia. En el momento de realización del presente proyecto, la normativa objeto de estudio es la publicación más reciente disponible. Antes de poder aplicar dicha norma, primero es necesario estudiarla en profundidad.
La norma ANSI/AGMA 2101-D04 proporciona un método de cálculo mediante el cual distintas parejas de engranajes pueden ser evaluadas y comparadas de forma teórica. Las fórmulas utilizadas en el proceso de cálculo son aplicables para el cálculo del factor de seguridad frente a fallo por picado superficial en el flanco del diente y frente a fallo por flexión en la base del diente de engranajes de dientes rectos o helicoidales, sean engranajes externos o internos, cuyos ejes de funcionamiento sean paralelos. Las fórmulas evalúan la capacidad de la transmisión según los principales factores que influyen en el picado superficial y en la fractura en la base del diente.
Esta normativa no es aplicable bajo cualquiera de las siguientes condiciones:
Siendo:
El valor de la tensión de contacto se calculará mediante la siguiente expresión:
Donde
Donde
Se supondrá una carga uniforme. Este parámetro se calculará mediante la siguiente fórmula:
En versiones previas de la presente norma, el valor de Kv era inferior a 1. Actualmente, se ha redefinido el factor y el valor de Kv es mayor que 1. El factor dinámico justifica los esfuerzos que se producen en el interior de los engranajes producidos por la acción de engrane. Aunque el par y la velocidad de entrada sean constantes, pueden existir pequeñas vibraciones en las masas acopladas y, por consiguiente, esfuerzos 14 dinámicos en los dientes. Estas fuerzas son el resultado de las aceleraciones relativas entre los miembros engranados como respuesta a “errores de transmisión”. De forma ideal, en un engranaje la velocidad de entrada y la de salida son uniformes y proporcionales. El error de transmisión se define como la desviación de esa velocidad angular uniforme de un par de ruedas dentadas. Está influido por cualquier desviación de la forma ideal del diente o de separación entre ruedas. En la figura 3 se puede ver el valor del factor dinámico según distintas velocidades periféricas del piñón.
El factor de tamaño refleja la no uniformidad de las propiedades del material de los engranajes. Depende principalmente de:
o Expansión térmica y deformación del diente debido a las diferencias de temperatura. o Deformaciones del diente debidas a efectos centrífugos provocados por velocidades elevadas. Se define como el máximo valor de la carga dividido por el valor medio y está afectado por la componente axial (KHβ) y transversal (KHα) de la misma. En la figura 4 se puede ver un esquema de la distribución de las cargas a lo largo del ancho de cara de los engranajes.
Se ha cumplido con el objetivo principal de este proyecto que es suministrar a los alumnos de las asignaturas de diseño de máquinas una herramienta que implemente la norma ANSI/AGMA 2101-D04 y que su utilización sea lo más sencilla posible. Para verificar la veracidad de las aproximaciones utilizadas en las fórmulas y las gráficas incluidas en el programa se ha utilizado uno de los ejercicios que se utilizan en el estudio de la asignatura y, tal y como se ha podido observar, todas las aproximaciones utilizadas son válidas. Dicha herramienta, como se ha comprobado en el apartado anterior, permite un ahorro sustancial en el tiempo para el diseño de una transmisión por engranajes.
