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Síntesis geométrica de engranajes cilíndricos de dientes rectos con elevada resistencia a la picadura
Geometric synthesis of spur gears with high pitting resistance
Christopher Edgar Falcon Anaya
Gonzalo Gonzalez Rey
Acceso Abierto
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https://ingenieriamecanica.cujae.edu.cu/index.php/revistaim/index
1815-5944
https://ingenieriamecanica.cujae.edu.cu/index.php/revistaim/article/view/650/1151
Engranaje cilíndrico
Resistencia a picadura
Síntesis geométrica
AGMA 2101
Spur gear
Pitting resistance
Geometric synthesis
En el 2016, la norma ANSI-AGMA 2101-D04 reformuló la evaluación del esfuerzo de contacto en los engranajes. Algunos populares programas de computación aplicables a elementos de máquinas, como Inventor 2021 y KISSsoft, incorporaron cálculos de resistencia a picadura y fractura en engranajes según la mencionada norma, pero aun el diseño óptimo basado en ANSI-AGMA 2101-D04 no tiene presencia en calculadores de engranajes ni en la literatura especializada. La síntesis racional de un engranaje es compleja debido al número de variables, limitaciones y relaciones que involucra, haciéndose difícil su desarrollo. El objetivo del presente trabajo fue desarrollar un procedimiento para el cálculo de la geometría racional de un engranaje cilíndrico con dientes rectos y elevada resistencia a la picadura, tomando como base la norma ANSI-AGMA 2101-D04. El procedimiento permitió generar síntesis geométricas racionales de engranajes con menor esfuerzo de contacto en los dientes conjugados. Resultados de la investigación permiten presentar una interrelación entre la geometría del engranaje y su resistencia a esfuerzos de contacto, un diagrama de bloque del algoritmo base y particularidades de la influencia de la geometría racional en los radios de curvatura de los flancos de los dientes que mejora la resistencia a la picadura de los engranajes.
In 2016, the ANSI-AGMA 2101-D04 standard gave the possibility to reformulate the evaluation for the contact stress on gears. Some popular computer programs for machine elements, such as Inventor 2021 and KISSsoft, incorporated new calculations of resistance to pitting and fracture in gears according to the mentioned standard, but even the optimal design based on ANSI-AGMA 2101-D04 has no presence in calculators of gears or specialized literature. The rational synthesis of a gear is complex due to number of variables, relations between them and limitations involved, which makes its development difficult. The objective of this research was to obtain a procedure for the calculation of the rational geometry of spur gears and high resistance to pitting, based on the ANSI-AGMA 2101-D04 standard. The procedure generates a rational geometric synthesis of spur gears with less contact stress and higher pitting strength in the conjugated teeth. Research results allow a better understanding of the relationships between gear geometry and its pitting resistance using the contact stresses. In addition, a block diagram of the basic algorithm and the influence of the radius of tooth profile on the pitting resistance of the active flanks of gear teeth are shown.
Conflicto de intereses: Los autores declaran que no existen conflictos de intereses.
Contribución de los autores:Christopher Edgar Falcón Anaya. https://orcid.org/0000-0002-5865-2162. Participó en la búsqueda de información sobre el mecanismo de fallo por picadura y formulaciones matemáticas para la generación del Excel base de la evaluación del procedimiento de síntesis racional, en la obtención de los resultados derivados de la ejecución del procedimiento de síntesis racional, análisis de los resultados y validación de resultados, también participó en la escritura y revisión crítica del contenido del reporte técnico, así como en la redacción y aprobación del informe final. Gonzalo González Rey. https://orcid.org/0000-0002-7091-5586 Participó en la generación del modelo matemático y desarrollo del procedimiento de síntesis racional, análisis de los resultados y en la escritura y revisión crítica del contenido del reporte técnico, así como en la redacción y aprobación del informe final.
Universidad Tecnológica de La Habana José Antonio Echeverría-CUJAE
2021
Artículo
Ingeniería Mecánica, vol. 2021, no. 24, e623
Español
Público en general
Falcón Anayal CE, González Rey G. Síntesis geométrica de engranajes cilíndricos de dientes rectos con elevada resistencia a la picadura. Ingeniería Mecánica. 2020;24(2):e623. ISSN 1815-5944.
ENGRANAJES
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