Diseño en ingenieria mecanica de Shigley

CAPÍTULO 15 Engranes cónicos y de tornillo sinfín 801
Tabla 15-11
Factor de desgaste K w
de un engranaje de tornillo
sinfín
Fuente: Earle Buckingham,
Design of Worm and Spiral
Gears, Industrial Press, Nueva
York, 1981.
Material
Ángulo de rosca φ n
Tornillo sinfín Rueda 14.5 20 25 30
Acero endurecido* Bronce enfriado 90 125 150 180
Acero endurecido* Bronce 60 80 100 120
Acero 250 BHN (mín) Bronce 36 50 60 72
Fundición de hierro de alta resistencia Bronce 80 115 140 165
Fundición gris † Aluminio 10 12 15 18
Fundición de hierro de alta resistencia Fundición gris 90 125 150 180
Fundición de hierro de alta resistencia Acero fundido 22 31 37 45
Fundición de hierro de alta resistencia Fundición de hierro
de alta resistencia 135 185 225 270
Acero 250 BHM (mín) Fenólico laminado 47 64 80 95
Fundición gris Fenólico laminado 70 96 120 140
*Mayor de 500 BHN en la superficie.
† Para tornillo sinfín de acero, multiplique los valores dados por 0.6.
La tabla 15-11 proporciona los valores de K w correspondientes a los engranajes de tornillo
sinfín como una función tanto del material como del ángulo normal de presión.
EJEMPLO 15-5 Calcule la carga por desgaste permisible en la corona (W t G) perm del engranaje del ejemplo 15-4
mediante el uso de la ecuación de desgaste de Buckingham.
Solución
De la tabla 15-11, para un tornillo sinfín de acero endurecido y un engrane de bronce, K w se
proporciona como 80 para φ n = 20°. La ecuación (15-64) da
WG t = 80(10.504)1.5 = 1 260 lbf
perm
lo que es mayor que las 1 239 lbf del método AGMA. El método de Buckingham no posee
los refinamientos del método AGMA. [¿Es (WG) t perm lineal con respecto al diámetro del engrane?]
Para la combinación de materiales no indicados por AGMA, el método de Buckingham
permite un tratamiento cuantitativo.
PROBLEMAS
15-1 Un piñón cónico recto no coronado tiene 20 dientes, un paso diametral de 6 dientes/pulg, y un número
de exactitud de transmisión de 6. Tanto el piñón como la corona se fabrican de acero completamente
endurecido con una dureza Brinell de 300. El engrane impulsado cuenta con 60 dientes. El engranaje
tiene una meta de vida de 10 9 revoluciones del piñón con una confiabilidad del 0.999. El ángulo entre
ejes es de 90°; la velocidad del piñón es de 900 rpm. El ancho de cara es de 1.25 pulg, y el ángulo normal
de presión es de 20°. El piñón está montado por fuera de sus cojinetes y la corona está montada por separado.
Con base en la resistencia a la flexión AGMA, ¿cuál es la capacidad de potencia del engranaje?
Utilice K 0 = 1, S F = 1 y S H = 1.