Estudio comparativo mediante diferentes métodos para el cálculo de tensiones de contacto en engranajes rectos

Abstract

Una de las causas de fallo que con mayor frecuencia se presentan en las transmisiones por engranajes, es la conocida como fatiga superficial o picadura. Para predecir el comportamiento del material frente a este fenómeno, las normas internacionales de diseño, Asociación Americana de Manufactura de Engranajes (AGMA) y la Organización Internacional para la Normalización (ISO), formulan modelos basados en la distribución de presiones de Hertz, para el contacto entre sólidos. En esta investigación se comparan las tensiones de contacto en engranajes cilíndricos de dientes rectos, de acuerdo a lo planteado por las normas antes mencionadas, el criterio de Hertz y mediante el método de elementos finitos. Los modelos en tres dimensiones fueron obtenidos con la ayuda de un paquete de diseño asistido por computadora (CAD), donde se tuvieron en cuenta las especificaciones de cada norma. Como una de las variantes de cálculo a comparar, es el resultado obtenido por simulación numérica, solo se tendrán en cuenta los factores que dependan de la geometría del diente y el material del mismo. Los resultados obtenidos se analizaron estadísticamente, donde se determinó la efectividad del método de elementos finitos para este tipo de cálculo, además, estos se asemejan más a los obtenidos por método de Hertz que es la teoría que sirve como base a las normas antes mencionadas.

Keywords

• Engranaje
• elementos finitos
• fatiga superficial
• criterio de Hertz
• tensiones de contacto