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Rational Design of Spur Gears Directed to Increase Efficiency and Decrease Loss by Friction Dise o racional de engranajes cilíndricos orientado a aumentar eficiencia y disminuir pérdidas por fricción

DOI: 10.1234/rci.v1i3.32

Keywords: engranaje cilíndrico , eficiencia , coeficiente de fricción , ISO/TR 14179-1

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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. 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 pi ón.

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