Rational Design of Spur Gears Directed to Increase Efficiency and Decrease Loss by Friction

Authors

  • Gonzalo González Rey Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría, Cujae
  • Alejandra García Toll Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría, Cujae
  • María Eugenia García Domínguez Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría, Cujae

Keywords:

spur gear, efficiency, coefficient of friction, ISO/TR 14179-1

Abstract

External parallel-axis cylindrical gears are considered as very efficient means for transmitting mechanical power, but for requirements of maximum efficiency in the current machines and equipments a precision in the procedures of calculation of power losses is necessary. In this sense, the Technical Report ISO / TR 14179-1:2001 offers formulas with empirical and theoretical bases to evaluate the gear efficiency considering gear mesh losses, windage and churning losses, and losses by bearings and seals. In particular, this article presents some results derived from a study of ISO/TR 14179-1:2001 and mathematical models described the interrelation of gear geometry, working parameters and efficiency. The results offer solution to the problem of increasing gear efficiency through a convenient relationship between the load, speed and rational gear geometry. Finally, through multiple regression a new formulation was estimated for the calculation of gear efficiency as a function of the load density, module, speed, gear ration and number of pinion teeth.

Author Biographies

Gonzalo González Rey, Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría, Cujae

Ingeniero Mecánico con especialización en Transporte Automotor. Doctorado en Ciencias Técnicas en 1998. Profesor Principal de Elementos de Máquinas en la Facultad de Ingeniería Mecánica de la CUJAE-Habana-Cuba. Entre 1992 y 2001 fue Coordinador en Cuba de la Asociación Americana de Ingenieros Mecánicos (ASME). Desde 1992, es Miembro Académico de la Asociación Americana de Fabricantes de Engranajes (AGMA), Miembro Experto en el Comité Técnico de Engranajes de la Organización para la Normalización Internacional (ISO-TC60). En la actualidad de Vice-Presidente del Comité Técnico de Normalización Nacional de Elementos de Máquinas (CTN-108). Tiene como principales investigaciones y trabajos de desarrollo dirigidos al diseño racional de transmisiones mecánicas, diseño y evaluación de la capacidad de trabajo de elementos de máquinas, normalización de elementos de máquinas, tecnología, diseño y explotación de transmisiones por engranajes y la enseñanza del diseño mecánico. Ha presentado más de 65 publicaciones de sus resultados en las ediciones de las revistas Ingeniería de Transporte (Cuba), Transporte y Vías de Comunicación (Cuba),  Ingeniería Mecánica (Cuba), Revista Iberoamericana de Ingeniería Mecánica (España), Gear Solutions (EE.UU) e Ingeniare (Chile) Tiene escritas varias monografías en temas de Elementos de Máquinas y Diseño de Engranajes. Desde 1999, es ratificada su inclusión en las compilaciones de autores Who´s Who in the World , Who´s Who in America y  Who'sWho in Science and Engineering (2004) y en el compilador de la revista Gear Technology. Información sobre algunos de las publicaciones y apuntes para cursos del profesor Dr. Gonzalo González Rey pueden ser consultados en los siguientes sitios Web:http://teleformacion.cujae.edu.cu/cvr/default.asp?instance=91http://www.fi.uba.ar/materias/6712M/CUJAE_CUBAhttp://grupos.emagister.com/diseno_mecanico/1707

Alejandra García Toll, Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría, Cujae

Profesora auxiliar del Centro de Estudio de Ingeniería en Mantenimiento en la Facultad de Ingeniería Mecánica del Instituto Superior Politécnico "José Antonio Echeverría". Obtuvo una Maestría en Diseño Mecánico en el 2000. Con  más de 15 años de experiencia en la academia y en  el área de diseño y mantenimiento de máquinas. Es fundadora del Comité Técnico de Normalización Cubano de Elementos de Máquina y experta de ISO-TC60. Sus principales investigaciones están orientadas a la tribología, el diseño de elementos de máquinas y la enseñanza del diseño mecánico.

María Eugenia García Domínguez, Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría, Cujae

Profesora auxiliar de la Facultad de Ingeniería Mecánica del Instituto Superior Politécnico " José Antonio Echeverría”. Más de 25 años de profesora de la disciplina de Mecánica Aplicada. Obtuvo una Maestría en Diseño Mecánico en el 2000. Es miembro del Comité Técnico de Normalización Cubano de Elementos de Máquinas. Sus principales investigaciones están orientadas al diseño mecánico y la enseñanza de la ingeniería

Published

2011-01-17

How to Cite

González Rey, G., García Toll, A., & García Domínguez, M. E. (2011). Rational Design of Spur Gears Directed to Increase Efficiency and Decrease Loss by Friction. Revista Cubana De Ingeniería, 1(3), 73–82. Retrieved from https://rci.cujae.edu.cu/index.php/rci/article/view/32

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