Análisis geométrico, de movimiento y eficiencia de un sistema de transmisión de potencia entre ejes no paralelos

• David Eduardo Martínez ^[1] ; Jorge Andrés García-Barbosa ^[1] ; Johanny Franchesco Nino ^[1]
  1. [1] Universidad Santo Tomás (Colombia)
• Localización: Ingeniare: Revista Chilena de Ingeniería, ISSN-e 0718-3305, ISSN 0718-3291, Vol. 32, Nº. 1, 2024
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Geometrical and kinematic analysis of power transmission system between non-parallel shafts
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• Resumen
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    Se desarrolló un prototipo funcional de sistema de transmisión entre ejes no paralelos inspirado en el sistema Ceramic Speed Driven, compuesto por una rueda conductora con rodamientos dispuestos en forma coplanar a su diámetro exterior, que transmiten la potencia a una rueda conducida con su eje posicionado a 90 grados del eje conductor. Se utilizó un método de cortes sucesivos para obtener la geometría del diente en la rueda conducida. Posteriormente se realizó un análisis cinemático y se encontró que el sistema se comporta como un sistema de transmisión por cadena, en donde la velocidad del eje de salida no es constante debido al efecto poligonal. Se fabrican las ruedas conductora y conducida en resina, por medio de manufactura aditiva y se adaptan a un banco de trabajo para pruebas mecánicas. Se realizaron comparaciones de eficiencia entre el sistema fabricado y los sistemas de transmisión de engranajes cónicos rectos y de cadena, por medio de la medición del par utilizando un freno Prony. Se encontró que el sistema propuesto tiene una eficiencia similar a las transmisiones por engranajes cónicos rectos y es superior a las transmisiones por cadena.

  • English

    A working prototype of a non-parallel shaft drive system inspired by the Ceramic Speed Driven system was developed. It consists of a driving wheel with bearings arranged coplanar to its outer diameter, which transmits power to a driven wheel with its axle positioned at 90 degrees to the driving axle. A graphical method obtained the tooth geometry on the driven wheel. Subsequently, a kinematic analysis was performed and it was found that the system behaves like a chain drive system, where the speed of the output shaft is not constant due to the polygonal effect. The driving and driven wheels were manufactured in resin by additive manufacturing and adapted to a workbench for mechanical testing. By measuring torque using a Prony brake, efficiency comparisons were made between the fabricated system and the spur and chain bevel gear drive systems. The proposed system was found to have similar efficiency to spur bevel gear drives and superior to chain drives.