Diseño en ingenieria mecanica de Shigley

728 PARTE TRES Diseño de elementos mecánicos
Figura 14-4
Números de esfuerzo de
flexión permisible de engranes
de acero nitrurado S t . Las
ecuaciones en unidades SI
son S t = 0.594H B + 87.76
MPa, Nitralloy, grado 1;
S t = 0.784H B + 114.81
MPa, Nitralloy, grado 2;
S t = 0.7255H B + 63.89
MPa, 2.5% cromo, grado 1;
S t = 0.7255H B + 153.63
MPa, 2.5% cromo, grado 2;
S t = 0.7255H B + 201.91
MPa, 2.5% cromo, grado 3.
(Fuente: ANSI/AGMA 2001-
D04 y 2101-D04.)
Números de esfuerzo de flexión permisible, S t kpsi
70
60
50
40
Se requieren procedimientos de control metalúrgico y de calidad
Grado 3 − 2.5% de cromo
S t
= 105.2H B
+ 29 280 psi
Grado 2 – 2.5% de cromo
S t
= 105.2H B
+ 22 280 psi
Grado 2 – Nitralloy
S t
= 113.8H B
+ 16 650 psi
Grado 1 – 2.5% de cromo
S t
= 105.2H B
+ 9 280 psi
Grado 1 – Nitralloy
S t
= 86.2H B
+ 12 730 psi
30
250 275 300 325 350
Dureza del núcleo, H B
Tabla 14-3
Resistencia a la flexión aplicada de manera repetida S t a 10 7 ciclos y confiabilidad de 0.99
para engranes de acero
Fuente: ANSI/AGMA 2001-D04.
Dureza
Número de esfuerzo de flexión
2
Designación Tratamiento superficial permisible S t, psi
del material térmico mínima 1 Grado 1 Grado 2 Grado 3
Acero 3 Endurecido Vea la Vea la Vea la —
completamente figura 14-2 figura 14-2 figura 14-2
Endurecido por flama 4 Vea la tabla 8* 45 000 55 000 —
o por inducción 4 con
patrón del tipo A 5
Endurecido por flama 4 Vea la tabla 8* 22 000 22 000 —
o por inducción 4
con patrón tipo B 5
Carburizado Vea la tabla 9* 55 000 65 000 o 75 000
y endurecido 70 000 6
Nitrurado 4,7 (aceros 83.5 HR15N Vea la Vea la —
endurecidos figura 14-3 figura 14-3
completamente)
Nitralloy 135M, Nitrurado 4,7 87.5 HR15N Vea la Vea la Vea la
Nitralloy N y figura 14-4 figura 14-4 figura 14-4
2.5% de cromo
(sin aluminio)
Notas: Vea la norma ANSI/AGMA 2001-D04 para referencias citadas en las notas 1-7.
1 La dureza debe ser equivalente a la del diámetro de la raíz en el centro del espacio del diente y del ancho de la cara.
2 Vea las tablas 7 a la 10 de factores metalúrgicos importantes para cada grado de esfuerzo de engranes de acero.
3 El acero seleccionado debe ser compatible con el proceso de tratamiento térmico seleccionado y dureza requerido.
4 Los números de esfuerzo permisible indicados se pueden usar con profundidades de la superficie tratada prescritas en 16.1.
5 Vea la figura 12 de patrones de dureza del tipo A y B.
6 Si la bainita y las microgrietas se limitan a niveles de grado 3, se puede usar 70 000 psi.
7 La capacidad de sobrecarga de engranes nitrurados es baja. Como la forma de la curva S-N efectiva es plana, la sensibilidad al impacto se debe investigar antes de proceder con el
diseño. [7]
*Las tablas 8 y 9 de la norma ANSI/AGMA 2001-D04 son tabulaciones completas de los factores metalúrgicos principales que afectan a S t y S c de engranes de acero endurecidos por
inducción (tabla 8) y carburizados y endurecidos (tabla 9).