Fuerza tangencial Ft
N
Mecánica · Transmisión y rotación
Fuerzas en un engranaje cilíndrico de dientes rectos
Descomponga la fuerza ideal en el diente de un engranaje cilíndrico exterior, aplicada sobre el círculo primitivo, en sus componentes tangencial y radial.
Creado el v1.0
Por Thibaut Grzelak, Ingeniero de cálculo mecánico
03
MétricoResultados
Fuerza radial Fr
N
Fuerza normal Fn
N
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Nota de cálculo
Detalles completos del cálculo
Par de engranajes cilíndricos exteriores de dientes rectos y ejes paralelos. Las fuerzas se calculan en el círculo primitivo para un caso de carga estática ideal. No se incluyen fuerza axial, fricción, pérdidas ni cargas dinámicas adicionales. La distribución sobre el ancho de cara, la resistencia del pie y del flanco y las reacciones de los rodamientos deben comprobarse por separado. El ángulo de presión es el ángulo de funcionamiento del par de engranajes estudiado.
01Fórmulas y símbolos
Fórmulas utilizadas
Ft
2T / dFuerza tangencial a partir del par y del diámetro primitivoFr
Ft × tan(α)Fuerza radial a partir de la tangencial y del ángulo de presiónFn
Ft / cos(α)Fuerza normal a lo largo de la línea de acción02Hipótesis y límites
Ámbito de validez
- Par de engranajes cilíndricos exteriores de dientes rectos y ejes paralelos.
- Las fuerzas se calculan en el círculo primitivo para un caso de carga estática ideal.
- No se incluyen fuerza axial, fricción, pérdidas ni cargas dinámicas adicionales.
- La distribución sobre el ancho de cara, la resistencia del pie y del flanco y las reacciones de los rodamientos deben comprobarse por separado.
- El ángulo de presión es el ángulo de funcionamiento del par de engranajes estudiado.
03Ejemplo de validación
Caso numérico de referencia
- T = 100 N·m, d = 200 mm y α = 20°.
- Ft = 1.000 N y Fr = 363,970 N.
- Fn = 1.064,178 N.
04Preguntas frecuentes
Preguntas sobre el cálculo
¿Por qué la fuerza axial es nula?
En un engranaje recto ideal, la fuerza normal del diente se encuentra en el plano transversal. La componente axial aparece en engranajes helicoidales u otras geometrías.
¿Puedo usar Fr directamente como carga de un rodamiento?
Fr es una componente de la fuerza del diente. Las reacciones reales también dependen de la geometría del eje, la disposición de rodamientos, otras fuerzas y sus posiciones.
¿El resultado incluye factores de choque o de servicio?
No. El cálculo proporciona fuerzas estáticas ideales. Los factores de aplicación, dinámica y reparto de carga se aplican por separado.
05Referencias
Referencias técnicas
- KHK Gears, Gear Technical Reference: Forces Acting on Spur Gears.
- SDP/SI, Elements of Metric Gear Technology, secciones 2 y 16.