engranajes conicos dimensionamiento buck
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7/21/2019 Engranajes Conicos Dimensionamiento Buck
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Dimensionamiento por frmulas de Buckingham
y normas AGMA.
Hasta aproximadamente 1932, el clculo de los engranajes se basaba en la
resistencia esttica del diente (Lewis), a fn de tener en cuenta las
caractersticas de su !abricaci"n # los es!uer$os adicionales por impacto, se
modifcaba adems la tensi"n de clculo por un !actor de %elocidad (&art')
esde 1932, como un resultado de los estudios de *arle &uc+ing'am, el clculo
se basa en la carga dinmica, en el lmite de !atiga del material # en el
es!uer$o de desgaste La base de clculo utili$ada por los mtodos actuales
(-./-, etc) es la !"rmula de la resistencia a la 0exi"n tal como !uera
desarrollada por il!red Lewis
e! 'ttp44www3fmdpeduar4ema5uinas4fles4engranajespd!6ecci"n 78ag2
Carga dinmicaLa le# de engrane no se cumple rigurosamente cuando ientes no son
e%ol%entes per!ectas (no conjugados con precisi"n): 6eparaci"n entre dientes
no es exacta: e!ormaciones en el rbol # sus apo#os en soportes
;omo consecuencia se producen aceleraciones locales debido a las
imper!ecciones citadas
*l engranaje conductor se retarda # las %elocidades del engranaje conducido
aumentan, siendo 5ue probablemente se pierda el contacto entre dientes
momentneamente
Las !uer$as actuantes %uel%en a poner en contacto los dientes con un impacto
5ue origina una carga dinmica considerablemente ma#or a la carga
transmitida
e! iseaires 131 8ag?2
Carga Dinmica para engranajes cnicos
generados.
*l procedimiento -./- se explica aplicando los siguientes clculos
>t@ABB;=4%m ;arga transmitida en +g (o >t@33BBB ;=4%men lb)
%m@Cn =elocidad en la circun!erencia primiti%a en el extremogrande
Fd!"F#.$sf.%m.Ft ;arga dinmica en +g o +ips
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onde se tienen los siguientes coefcientes
=> ;oefciente de %elocidad
Dsf ;oefciente de ser%icio
Em ;oefciente de distribuci"n de carga
e! iseaires 8agA39
Anlisis de los factores de la carga dinmica
"F Coe&ciente de 'elocidad
6e utili$a =>@1 si el incremento dinmico es despreciable 8ara engranajes
rectos comerciales se utili$an
Fnidades mtricas mpm
Fnidades inglesas !pm
8ara engranajes c"nicos en espiral
Fnidades mtricas mpm
Fnidades inglesas !pm
-nlisis de los !actores de la carga dinmica
$sf Coe&ciente de ser'icio. 6e obtiene de la tabla 1A2
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%m Coe&ciente de distri(ucin de carga.
6e puede determinar cuando son conocidas las de!ormaciones de la rueda #
del pi
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onde
b anc'o de la cara
/ modulo en centmetros (8d paso diametral en pulgadas)
6des!uer$o de 0exi"n de clculo Escoefciente de tama
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Hierro !undido clase 2B sd @ 19B +g4cm2: clase 3B sd @ 32B +g4cm2:
clase B sd @ 9B +g4cm2
8ara 'ierro nodular se utili$a acero de la misma dure$a &rinell menos un
1B
%scoe&ciente de tama-o, se elige de acuerdo al m"dulo o pasodiametral segGn se indica
%lcoe&ciente de duracino %ida Gtil para resistencia
Ciclo
s
"ida
inde&nida
,/01
/,/0 /,/02 /,/03 /,/04
%l / /53 65/ 45/ 35
%tcoe&ciente de temperatura.
8ara una temperatura tMIBo; (o bien menores a 17Bo>) un %alor
aceptable es Et@(2IANto;)43A en la !ormula 1A3
Oo bien Et@(7BNto>)472B n 1A3PQ
%rcoe&ciente de seguridad funcional.
8robabilida
d de !allo
Fn !allo por
cada 3
Fn !allo
por cada1BB
-lta
seguridad!uncional
/xima
seguridad
Er B,IA 1,12 1,A 3
7 coe&ciente geom8trico para resistencia
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6e utili$an las fguras 1AA para engranajes c"nicos de dientes rectos #
1A7 para engranajes de dientes en espiral con R@3Ao: ngulo de
presi"n 2Bo: ngulo entre ejes 9Bo
tiene en cuenta el !actor de !orma S, el coefciente de reducci"n de E!el
e!ecto de la carga radial, el reparto o distribuci"n de la carga (mc), la
anc'ura e!ecti%a de la cara, # la conicidad o a'usamiento del diente
Carga nominal de desgaste para engranajes.
9cuacin de Buckingham
La ecuaci"n de es!uer$o para la carga nominal de desgaste se deduce
de la ecuaci"n de es!uer$o de contacto de Hert$ como la ecuaci"n de
&uc+ing'am
e! iseaires 1A? 8agA3
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onde
p dimetro primiti%o del pi
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Ct coe&ciente de duracino %ida Gtil para desgaste
Ciclos "ida
inde&nida
/,/01
,/0 ,/02 ,/03
;t 1 1,1A 1,3 1,A
Ce coe&ciente elsticose obtiene de la ecuaci"n de Hert$ # en la
tabla 1A tenemos los %alores de ;e
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Cr coe&ciente de seguridad funcional 8ara una alta seguridad usar
;r@1,2A o menos: para menos !allos 5ue 1 en 1BB se utili$a ;r@1
: coe&ciente geom8trico para desgaste, se obtiene de la fgura 1AIpara engranajes c"nicos rectos # 1A? para engranajes de dientes en
espiral, R@3Ao: ngulo de presi"n 2Bo: ngulo entre ejes 9Bo T tiene en
cuenta la cur%atura del perfl en el punto de contacto, la situaci"n # la
distribuci"n de la carga # la anc'ura e!ecti%a de la cara
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;eleccin de Materiales para engranajes cnicos
6e emplean extensamente 'ierro !undido # acero ordinario La tendencia actual
es el empleo de acero de aleaci"n tratados trmicamente cuando son
importantes las propiedades de resistencia # desgaste, # las dimensiones de
los engranajes estn dentro de los lmites adecuados para el tratamientotrmico
6e consigue una excelente construcci"n empleando aceros cementados (2A12,
12B, ?72B, etc ;on superfcie endurecida 'asta un grado mnimo de oc+well
;7B) debido al endurecimiento en la superfcie # acabado superfcial por
rectifcado para obtener perfles exactos
Kambin se !abrican con aceros 7B " ?7B templados en aceite o 0ameado
-s mismo se utili$an aceros nitrurados
*n ocasiones pueden usarse metales no !errosos, plsticos, materiales !undidosa presi"n # materiales sinteri$ados