Hola, en esta oportunidad quiero compartir con ustedes una
metodología de cálculo para el diseño de engranajes cilíndricos de
dientes rectos; pretendo dividir la publicación en 2 partes; ya que un
primer momento aplicaremos la metodología y haremos el cálculo con datos
específicos, y posteriormente comprobaremos la metodología utilizando
el software CAD MITCalc del Ingeniero Miroslav Petele. La metodología la
podrán descargar libremente en la parte final del artículo, ahí se
encuentran detalladamente los pasos, fórmulas y tablas a tener en cuenta
para el desarrollo de los cálculos. Sin más dilación, propongamos el
ejercicio tomando: potencia de la transmisión (N), velocidad del piñón
(n1), relación de transmisión (i) y los respectivos momentos torsores
(M1 y M2).
Calcular un engranaje de dientes rectos. Sea: N= 25Kw, n1= 800 r.p.m, i= 1,6; respectivamente los momentos M1= 3040 kgf*cm y M2=
4860 kgf*cm. Las ruedas van montadas en los árboles de rigidez media
cerca de los apoyos. La carga es permanente y suave. El material de las
ruedas es acero 40X, templado por c.a.f (corriente de alta frecuencia)
hasta la dureza HRC48. El engranaje ha de trabajar durante largo tiempo.
Determinemos la distancia entre ejes y la anchura de las ruedas por
el cálculo de la resistencia a la fatiga superficial, y el módulo, por
el cálculo a la flexión.
Las tensiones de contacto admisibles y las de flexión (coeficiente de
seguridad por flexión se selecciona según la condición de la
probabilidad > 99%) son:
En el folleto que se brinda al final del artículo se ofrece la forma de determinar los coeficientes Kb y KV.
La distancia entre ejes (tomando Ψa= 0,25) viene dada por la fórmula:
Tomamos el valor estandarizado de aw = 14 cm;
La anchura de las ruedas es:
El módulo, al llevar a cabo el cálculo a la flexión según la distancia entre ejes preestablecida y la anchura de las ruedas;
Tomamos el valor estandarizado de m= 0,35 cm.
Los números de dientes de las ruedas son:
Una vez obtenido el valor del módulo se procede al cálculos de los
demás parámetros geométricos del engranaje; a continuación podrán
descargar la metodología detallada; es importante destacar que la norma
utilizada para las designaciones de los materiales es el compendio de
normas rusas GOST; es por ello que también les ofrezco una equivalencia
de los aceros a otras normas. Esto ha sido todo, espero les sirva de
utilidad, y recuerden cualquier duda dejarla en los comentarios. Enlaces de descarga
Folleto de cálculo de engranajes cilíndricos: http://exe.io/EngranajesReshetov
Equivalencias de normas para aceros: http://exe.io/EquivalenciasAceros
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