11FTM10-2011
Nuevos métodos para el cálculo de la capacidad de carga de engranajes cónicos e hipoides

Estándar No.
11FTM10-2011
Fecha de publicación
2011
Organización
AGMA - American Gear Manufacturers Association
Alcance
Las picaduras y la rotura de la raíz del diente siguen siendo los dos tipos de fallas más frecuentes que ocurren en las aplicaciones prácticas de engranajes cónicos. Existen varias normas nacionales e internacionales para el cálculo de la capacidad de carga de estos engranajes, como DIN 3991 @ AGMA 2003 e ISO 10300. Pero hasta ahora estas normas no cubren los engranajes cónicos con desplazamiento (engranajes hipoides). Por esta razón se llevó a cabo un proyecto de investigación en FZG (Gear Research Centre@ Munich@ Alemania) para analizar la influencia del desplazamiento hipoide en la capacidad de carga de engranajes cónicos mediante investigaciones teóricas y experimentales sistemáticas. Los resultados de las pruebas de raíz de diente mostraron@ como se esperaba@ una capacidad de carga creciente con mayores desplazamientos. Por el contrario@ las pruebas de picaduras mostraron un aumento@ pero después de alcanzar un máximo@ una capacidad de carga decreciente con mayores compensaciones. Esto se puede explicar por dos fenómenos que interfieren: por un lado, los mayores desplazamientos conducen a una disminución de las cargas en el piñón y, por tanto, a una disminución de las tensiones de contacto; por otro lado, las tensiones admisibles disminuyen debido a las mayores velocidades de deslizamiento. En relación con los resultados de estas pruebas, se desarrolló un nuevo método de cálculo estándar basado en la norma ISO 10300. En primer lugar, la geometría del engranaje cónico se transforma en un engranaje cilíndrico virtual. Investigaciones teóricas sistemáticas y comparaciones con métodos de análisis de contacto de dientes han demostrado que los nuevos engranajes cilíndricos virtuales tienen condiciones de engrane representativas en comparación con los engranajes cónicos. Esto incluye el tamaño y la forma del área de contacto, así como la distribución de carga entre los dientes coincidentes. Particularmente con respecto a los hipoides, es necesario considerar las condiciones de malla desequilibrada entre el flanco del lado de propulsión y el de costa, lo que puede describirse por el ángulo de presión límite. Se ajustaron varios factores de influencia considerando las propiedades geométricas del material y las condiciones de operación del juego de engranajes. Para el factor de seguridad de la raíz del diente, los factores de influencia se adaptaron a las condiciones específicas de los engranajes hipoides. Para el cálculo del factor de seguridad contra picaduras se introdujeron dos nuevos factores de influencia para considerar las condiciones de deslizamiento específicas del hipoide en los flancos de los engranajes. El nuevo cálculo de las pruebas de picaduras y raíz de diente mostró una muy buena correlación entre la capacidad de carga calculada y la real de los engranajes de prueba. Mientras tanto, el método de cálculo recientemente desarrollado se utiliza ampliamente en la industria de fabricación de engranajes. Por esa razón, actualmente se introduce en la revisión de ISO 10300 como método B1 junto al método B2 basado en el método de cálculo AGMA para engranajes cónicos e hipoides.



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