Algunas consideraciones sobre el efecto del espesor de llanta en la resistencia a la fractura de ruedas dentadas // Some considerations about the effect of the rim thickness on gear fracture resistance.

G. González-Rey

Resumen

En transmisiones por engranajes, con ruedas de llantas delgadas trabajando en régimen de carga
nominal y con suficiente resistencia a los esfuerzos de flexión en la raíz de los dientes, ha sido
observado el surgimiento de grietas por debajo de los dientes que se propagan a través de la llanta
con rotura por fractura de la rueda dentada. Las actuales formulaciones de las Normas ISO y AGMA
para valorar el esfuerzo máximo resultante en la base de los dientes de las ruedas de engranajes
cilíndricos introducen factores modificadores de los esfuerzos (YB y KB) para ruedas dentadas con
llantas de pequeño espesor. Estudios realizados valoran de forma diferente el factor por
adelgazamiento de llanta en dependencia de la geometría de las ruedas y la rigidez conjunta entre
llanta y los nervios soporte del núcleo de la rueda dentada. En el presente artículo, se expone un
breve resumen del estado del arte sobre el tema, son mostrados y confirma dos resultados
derivados de un análisis de la interrelación entre el factor por adelgazamiento de llanta, la razón de
espesor relativo de la llanta y la razón de espesor relativo de los nervios del soporte en ruedas
dentadas cilíndricas, y otros asociados con la tendencia del límite inferior de la razón de espesor
relativo de la llanta en dependencia del número de dientes de la rueda.


Palabras claves: rueda de llanta fina, engranaje, espesor de llanta, fractura, factor modificador de
esfuerzo.

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Abstract
In thin rimmed gears running with nominal load and sufficient bending stress resistance at the
tooth-root, fatigue cracks with propagation through the rims, rather than at the tooth fillet, has
been observed. Both the ISO and AGMA standards introduce stress-modifying factors
(denominated rim thickness factors YB and KB) for the bending stress calculation where the rim
thickness is not sufficient to provide full support of the tooth root. However, some different
behavior of rim thickness factor depending on gear geometry and the stiffness of both rim and web
thickness have been reported. In this paper, some studies published about the effects of rim
thickness on spur gear bending stress are reviewed. Moreover, the influence in the rim thickness
factor of both rim backup ratio and web thickness ration is confirmed based on statistical analysis
and a technical report [17]. Finally, the effect of the number of teeth in the lowest rim backup ratio
limit at which thin rim gear stresses equal solid gear stresses is confirmed.


Key words: gear, thin rim gears, rim thickness, fatigue cracks, rim thickness factor

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