Un método de diseño colaborativo para el engranaje cilíndrico emparejado con engranajes de cara pelada impulsados por rendimientos de contacto
Autores: Zhou, Zhenyu; Zhang, Yuanyuan; Li, Mou; Zhou, Yuansheng; Tang, Zhongwei; Tang, Jinyuan; Zhou, Liang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Un método de diseño colaborativo para el engranaje cilíndrico emparejado con engranajes de cara pelada impulsados por rendimientos de contacto
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Fresado
Engranajes de cara
Errores de mecanizado
Engranaje cilíndrico
Modelos de superficie de dientes
Rendimiento de contacto
Licencia
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Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
El skiving es un método eficiente para fabricar engranajes cónicos, pero pueden ocurrir errores teóricos de mecanizado cuando los engranajes cónicos diseñados para el conformado o rectificado son procesados por skiving. Este estudio presenta un engranaje cónico diseñado directamente para el proceso de skiving, eliminando los errores teóricos de mecanizado. Además, se propone un nuevo enfoque de diseño para el engranaje cilíndrico que se empareja con este engranaje cónico. Los modelos de superficie de los dientes tanto del piñón cilíndrico como del engranaje cónico son establecidos. Para el piñón, se aplican modificaciones de superficie en ambas direcciones, de perfil y longitudinales, mientras que el modelo de superficie de los dientes del engranaje cónico está adaptado para el proceso de skiving para evitar errores teóricos de mecanizado. El rendimiento del contacto, incluyendo el error de transmisión, la tensión de contacto y el patrón de contacto, es evaluado a través del Análisis de Contacto de Dientes (TCA). Se desarrolla un modelo de optimización para identificar los parámetros óptimos de la superficie de los dientes del engranaje cilíndrico, con el objetivo de mejorar el rendimiento del contacto. El método propuesto es validado mediante un estudio de caso, que muestra que el engranaje cónico optimizado resulta en una menor tensión de contacto máxima y una amplitud de error de transmisión reducida.
Descripción
El skiving es un método eficiente para fabricar engranajes cónicos, pero pueden ocurrir errores teóricos de mecanizado cuando los engranajes cónicos diseñados para el conformado o rectificado son procesados por skiving. Este estudio presenta un engranaje cónico diseñado directamente para el proceso de skiving, eliminando los errores teóricos de mecanizado. Además, se propone un nuevo enfoque de diseño para el engranaje cilíndrico que se empareja con este engranaje cónico. Los modelos de superficie de los dientes tanto del piñón cilíndrico como del engranaje cónico son establecidos. Para el piñón, se aplican modificaciones de superficie en ambas direcciones, de perfil y longitudinales, mientras que el modelo de superficie de los dientes del engranaje cónico está adaptado para el proceso de skiving para evitar errores teóricos de mecanizado. El rendimiento del contacto, incluyendo el error de transmisión, la tensión de contacto y el patrón de contacto, es evaluado a través del Análisis de Contacto de Dientes (TCA). Se desarrolla un modelo de optimización para identificar los parámetros óptimos de la superficie de los dientes del engranaje cilíndrico, con el objetivo de mejorar el rendimiento del contacto. El método propuesto es validado mediante un estudio de caso, que muestra que el engranaje cónico optimizado resulta en una menor tensión de contacto máxima y una amplitud de error de transmisión reducida.