El problema del contacto en bombas de engranajes de perfil trocoidal

Abstract

El objetivo principal de las metodologías presentadas en este artículo es determinar las tensiones de contacto en un engranaje de perfiles trocoidales cuando trabaja formando parte de una máquina óleo-hidráulica. Conocer las tensiones de contacto con una máquina “trocoidal”es importante porque este tipo de máquinas no pueden ser ajustadas para la fricción. La principal dificultad que se plantea en el cálculo de las tensiones de contacto consiste en determinar las fuerzas que se transmiten a través de cada punto de contacto. Debido a la existencia de un número importante de puntos de contacto para cada instante de tiempo en una rotación completa del conjunto del engranaje, el problema es hiperestático. En la primera y segunda sección de este artículo se presenta un modelo analítico para el cálculo de la tensiones de contacto en una máquina “trocoidal” tipo gerotor, desestimando la fricción en los puntos de contacto. A partir de este punto el comportamiento del conjunto del engranaje es evaluado a través del cálculo de la máxima tensión de contacto normal en los dientes del engranaje. En la tercera sección del artículo se presenta un estudio de la misma máquina mediante elementos finitos y sus resultados. En la cuarta parte del artículo se describe el trabajo experimental usando un modelo prototipo del conjunto del engranaje de la misma máquina que proporciona el rango de magnitud de la máxima tensión de contacto en un par de dientes a través de la técnica de la foto-elasticidad. Finalmente los resultados de los dos modelos y de los ensayos experimentales son comparados aportando conclusiones muy interesantes.

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