Diseño racional de engranajes cilíndricos orientado a aumentar eficiencia y disminuir pérdidas por fricción

Resumen

Los engranes de ruedas cilíndricas y ejes paralelos con contacto exterior constituyen transmisiones mecánicas muy eficientes, pero los requerimientos de máxima eficiencia en las actuales máquinas y equipos hacen necesaria una precisión en los procedimientos de cálculo de pérdidas de potencia. En este sentido, el Reporte Técnico ISO/TR 14179-1:2001 ofrece fórmulas con bases empíricas y teóricas para evaluar la eficiencia de engranajes considerando pérdidas por rozamiento en el contacto diente-diente, por batimiento del aceite y por rozamiento en cojinetes y sellos. En este artículo, se presentan algunos de los resultados derivados de un estudio de ISO/TR 14179-1:2001 y del coeficiente de fricción en engranajes. El estudio fue realizado sobre la base de modelos matemáticos que permitieron interrelacionar la geometría del engranaje y los parámetros de explotación con la eficiencia del engranaje. Los resultados aportan soluciones al problema de aumentar la eficiencia de los engranajes mediante una relación conveniente entre la carga y la velocidad, y una geometría racional del dentado de las ruedas. Finalmente, mediante un análisis de regresión múltiple se establece una nueva formulación de la eficiencia del engranaje en función de la densidad de carga en el engranaje, el módulo, la velocidad de trabajo, la razón de transmisión y la cantidad de dientes en el piñón.