MÉTODOS DE CÁLCULO PARA ENGRANAJES PLÁSTICOS DE DIENTES RECTOS SIMÉTRICOS Y ASIMÉTRICO

Resumen

El comportamiento de los engranajes cilíndricos de dientes rectos de materiales plásticos es bastante diferente del de los engranajes metálicos, tanto desde el punto de vista de las fallas que se producen, como del diseño de estos engranajes. Existen diferentes métodos de cálculo para determinar las dimensiones de un engranaje plástico cilíndrico de dientes rectos exteriores para satisfacer determinados requisitos de potencia y
velocidad. En este trabajo se analizan las diferentes metodologías existentes en la actualidad para el diseño de engranajes cilíndricos de dientes rectos exteriores de materiales plásticos, según diferentes autores como son Dvorak, Kelley, y Faires y además por los métodos empleados por la firma CARBOPLAST. Para comparar los resultados del cálculo de las tensiones en la base del diente por las diferentes metodologías esbozadas anteriormente se procede a calcular, en una primera fase, las características geométricas de una transmisión de engranajes cilíndricos de dientes rectos, después se comprueba si para ese caso específico se pueden usar engranajes plásticos y si la respuesta es afirmativa, entonces se calcula la tensión por cada metodología. Para el mismo ejemplo utilizando las técnicas del modelado geométrico se dibujó el piñón en 3D. Como el piñón tiene una configuración simétrica, para realizar el análisis mediante el Método de los Elementos Finitos se puede utilizar la geometría de un diente con el objetivo de simplificar los cálculos. Aplicando al modelo las correspondientes condiciones de contorno y las mismas cargas y material que se usaron en el ejemplo para valorar las diferentes metodologías, se determinaron las tensiones en todo el volumen del diente, determinándose particularmente la tensión máxima en la base del diente. Con el objetivo de comparar los resultados se determinó cuánto representa cada resultado obtenido por las diferentes metodologías con respecto al valor obtenido a través del MEF. Se ofrece además una nueva expresión de cálculo propuesta por los autores para el caso particular de los engranajes plásticos de dientes rectos asimétricos.