Método de cálculo e investigación experimental del estrés por flexión de raíz en pares de engranajes cónicos espirales de contacto lineal
Autores: Zuo, Shiyu; Sun, Yuehai; Chen, Liang; Li, Simin; Wang, Mingyang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Método de cálculo e investigación experimental del estrés por flexión de raíz en pares de engranajes cónicos espirales de contacto lineal
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Transmisiones de engranajes cónicos espirales
Contacto en línea
Capacidad de carga
Tensión de flexión en la raíz
Características de engranaje
Estudio experimental
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
En comparación con los accionamientos de engranajes cónicos espirales con conjugación localizada, los engranajes cónicos espirales de contacto lineal poseen un área de engranaje significativamente mayor, logrando teóricamente un contacto completo de la superficie del diente y mejorando sustancialmente la capacidad de carga. Para apoyar con precisión el cálculo de la resistencia de la raíz y el diseño de parámetros de los accionamientos de engranajes cónicos espirales de contacto lineal, este artículo presenta un análisis teórico y un estudio experimental del esfuerzo de flexión en la raíz de los pares de engranajes. Primero, basado en el análisis de las características de engranaje de los pares de engranajes cónicos espirales de contacto lineal, se investiga la distribución de carga a lo largo de las líneas de contacto. Utilizando el método de corte, se obtienen las características de distribución de carga a lo largo de la línea de contacto, y se estudia además la compartición de carga entre múltiples pares de dientes durante el engranaje. Luego, aplicando un modelo de esfuerzo de flexión de viga en voladizo, se calcula el esfuerzo de flexión en la raíz de dicho accionamiento de engranaje. Se propone un modelo de distribución del momento de flexión en la raíz basado en las características de la distribución de carga lineal obtenida previamente, a partir del cual se deriva una fórmula para calcular el esfuerzo de flexión en la raíz. Finalmente, se realizan experimentos en condiciones estáticas para probar el esfuerzo de flexión en la raíz. La precisión del método de cálculo propuesto se verifica a través de pruebas experimentales y análisis de elementos finitos. Los resultados de este estudio proporcionan una base para diseñar accionamientos de engranajes cónicos espirales ligeros y de alta densidad de potencia.
Descripción
En comparación con los accionamientos de engranajes cónicos espirales con conjugación localizada, los engranajes cónicos espirales de contacto lineal poseen un área de engranaje significativamente mayor, logrando teóricamente un contacto completo de la superficie del diente y mejorando sustancialmente la capacidad de carga. Para apoyar con precisión el cálculo de la resistencia de la raíz y el diseño de parámetros de los accionamientos de engranajes cónicos espirales de contacto lineal, este artículo presenta un análisis teórico y un estudio experimental del esfuerzo de flexión en la raíz de los pares de engranajes. Primero, basado en el análisis de las características de engranaje de los pares de engranajes cónicos espirales de contacto lineal, se investiga la distribución de carga a lo largo de las líneas de contacto. Utilizando el método de corte, se obtienen las características de distribución de carga a lo largo de la línea de contacto, y se estudia además la compartición de carga entre múltiples pares de dientes durante el engranaje. Luego, aplicando un modelo de esfuerzo de flexión de viga en voladizo, se calcula el esfuerzo de flexión en la raíz de dicho accionamiento de engranaje. Se propone un modelo de distribución del momento de flexión en la raíz basado en las características de la distribución de carga lineal obtenida previamente, a partir del cual se deriva una fórmula para calcular el esfuerzo de flexión en la raíz. Finalmente, se realizan experimentos en condiciones estáticas para probar el esfuerzo de flexión en la raíz. La precisión del método de cálculo propuesto se verifica a través de pruebas experimentales y análisis de elementos finitos. Los resultados de este estudio proporcionan una base para diseñar accionamientos de engranajes cónicos espirales ligeros y de alta densidad de potencia.