Combined misalignments in spur gear transmission systems: a semi-empirical approach

Abstract

Un área inexplorada en el diseño de sistemas de transmisión de engranajes es el estudio de los efectos de desalineamientos combinados en las medidas de vibración. Actualmente, las investigaciones se centran en desalineamientos individuales y no combinados los cuales reflejan mejor los escenarios de aplicaciones reales. En esta investigación se analizan los efectos de los desalineamientos combinados en las mediciones de vibración en la base de los rodamientos y en el esfuerzo de flexión de los dientes de engranajes rectos de un sistema de transmisión de una etapa. Se diseñó y construyó un banco de pruebas para generar desalineamientos radiales, axiales y angulares en un sistema de transmisión de engranajes de una etapa. Se evaluaron todas las combinaciones posibles de niveles extremos de desalineamiento para un par de engranajes rectos para identificar tendencias en la respuesta vibratoria. Se desarrolló un modelo teórico del área de contacto proyectada para estudiar la relación entre esta y la respuesta vibratoria. Al analizar el cambio en los espectros, se determinó la influencia de diferentes desalineamientos y sus interacciones en las mediciones de vibración. Finalmente, se desarrolló un modelo híbrido para estimar las aceleraciones en los rodamientos, utilizando un modelo de elementos finitos para determinar el esfuerzo de flexión en los dientes y un modelo analítico para estimar las señales de vibración en los rodamientos. El modelo demostró una alta correlación en comparación con los resultados experimentales, validando su efectividad. Finalmente, se propusieron recomendaciones de diseño considerando las zonas de esfuerzo y vibración de interés.