Modelado de engranajes de perfil de evolvente mediante el método de los elementos finitos. Comparación con modelos de cálculo tradicionales

Abstract

[ES] En este trabajo se va a diseñar una transmisión mediante engranajes cilíndricos de dientes rectos aplicable a un reductor de velocidad. La primera etapa consiste en realizar la definición geométrica en base a la potencia, la velocidad de entrada y la relación de velocidades requerida. Se obtendrá el ancho aplicando los métodos de cálculos recogidos en la norma ISO 6336, se utiliza el modelo de contacto de Hertz para el fallo a presión superficial, y el modelo de Lewis frente al fallo a flexión. Tras la obtención del modelo analítico, se realizará comparaciones de la norma con modelos en programas de análisis mediante elementos finitos, empleados habitualmente a nivel profesional. Contribuyendo a los Objetivos de Desarrollo Sostenible, concretamente los objetivos 4, en referencia al aumento de competencias para acceder al empleo, y el objetivo 9, respecto al desarrollo y aumento de la capacidad tecnológica.

[EN] At this study, the stress state, that is produced in a cylindrical gear transmission with spur gears with involute profile, had been determined. The main types of failures, surface durability and tooth bending strength, are caused by the stress generated in the transmission of the movement. These kinds of failures have to the be calculated and predicted, so they may occur in the life time foreseen for the transmission. These kinds of stresses are calculated in the current study by three different methods for the meshing range of a pair of teeth. The first method is rooted on the ISO 6336 regulation, the second method is based on the minimization of elastic potential (MEP), the last one method had been using a software base on the finite element method (FEM). Finally, a comparison between the three methods is made, with regard to the ISO 6336, to set the overestimation that this regulation makes, which it performs in favor of the transmission security.