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TRANSMISIONES AVANZADAS DE ENGRANAJES

Curso 2019/2020/Subject's code28801316

TRANSMISIONES AVANZADAS DE ENGRANAJES

NAME SUBJECT TRANSMISIONES AVANZADAS DE ENGRANAJES
CODE 28801316
SESSION 2019/2020
DEGREE IN WHICH IT IS OFFERED MÁSTER UNIVERSITARIO EN INVESTIGACIÓN EN TECNOLOGÍAS INDUSTRIALES
TYPE TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
ECTS 15
HOURS 375.0
PERIOD ANUAL
OFFER LANGUAGES CASTELLANO

PRESENTACIÓN Y CONTEXTUALIZACIÓN

Las transmisiones por engranajes en general, y los engranajes cilíndricos –rectos y helicoidales– en particular, han sido siempre objeto de estudio y continuo desarrollo, tanto para la mejora de los procesos de generación de los dientes como para la evaluación de la capacidad de carga –o potencia transmisible– en condiciones de operación. A ello dedican sus esfuerzos, entre otros organismos e instituciones, el Comité Técnico TC 60 de ISO (con sus distintos subcomités y grupos de trabajo) o los distintos comités y divisiones técnicas de la American Gear Manufacturers Association, AGMA. Y fruto de ello es el elevado grado de desarrollo de las normas que ambas publican, que permite predecir con notable precisión el comportamiento de las dentaduras. A pesar de ello, todas estas normas son objeto de permanente revisión, en busca de modelos cada vez más precisos, que permitan ajustar el diseño a los requerimientos, cada vez más exigentes, de la industria moderna.

Muchos retos permanecen planteados en el momento presente. En el terreno de la normalización, por ejemplo, llama la atención que ni ISO ni AGMA, en ninguna de sus normas, proponga un método de cálculo de la capacidad de carga para transmisiones por piñón y corona de dentado interior. Ciertamente, son engranajes que se vienen utilizando asiduamente, pero su finalidad ha venido siendo más bien la transmisión de movimiento, y no tanto la de  potencia, como se empieza a demandar en la actualidad. Tampoco consideran, ni ISO ni AGMA, con la suficiente profundidad, los engranajes con alto grado de recubrimiento transversal –esto es, mayor que 2–, cuando los métodos actuales de generación de los dientes proporcionan la precisión requerida para asegurar el contacto simultáneo de tres parejas de dientes; ni los engranajes con interferencia de tallado, que si bien quedan con los dientes debilitados, ofrecen en determinadas ocasiones mayores grados de recubrimiento, lo que compensaría el debilitamiento con el reparto de la carga entre un mayor número de dientes, pudiendo aumentar la capacidad de potencia. 

Se trabaja también en la determinación del reparto de carga entre parejas de dientes y a lo largo de la línea de contacto de cada pareja. Existen métodos de simulación –el de los elementos finitos es el más utilizado, aunque no el único– que permiten conocer con razonable precisión este reparto de carga para una transmisión con una geometría determinada, pero es necesario buscar una formulación general que permita el desarrollo de modelos de cálculo resistente más ajustados o el desarrollo de modelos avanzados de determinación del rendimiento mecánico de la transmisión.

Finalmente, son actuales también otros campos de trabajo, como la localización del contacto o el prediseño de funciones parabólicas de error de transmisión, para reducir los niveles de ruido y vibración por errores de fabricación o alineamiento, y reducir los niveles de presión superficial por contacto de borde, todo ello mediante la modificación de la geometría de corte y las condiciones de generación. 

La línea de investigación en Transmisiones avanzadas de engranajes está orientada a estos objetivos que se acaban de esbozar, muchos de los cuales constituyen líneas de trabajo de los comités técnicos ISO y AGMA que se mencionaron antes. Los trabajos de investigación que se realicen dentro de esta línea consistirán en el desarrollo de alguno de los modelos anteriores, para algún tipo de transmisión determinada.

Los trabajos de esta línea de investigación en Transmisiones avanzadas de engranajes se encuadran dentro de los programas de trabajo de los comités técnicos internacionales de normalización de ISO y AGMA, especialmente los del primero, de los que España forma parte a través del Departamento de Mecánica de la UNED.
 
Como es natural, toda la línea se apoya fundamentalmente en la asignatura de Diseño avanzado de transmisiones por engranajes, en donde se presentan todas las bases para el desarrollo de los modelos de cálculo resistente y de distribución de carga, y se describen algunas de las transmisiones poco consideradas hasta la fecha, como las de alto grado de recubrimiento transversal o con interferencia de tallado.
 
A esta línea de investigación se accede exclusivamente a través del itinerario en Ingeniería Mecánica, que es el único que garantiza haber cursado previamente la asignatura de Diseño avanzado de transmisiones por engranajes. Además, se obliga a cursar, dentro de la oferta de optativas de la intensificación, las asignaturas de Análisis actual de problemas de mecánica de medios continuos: método de los elementos finitos, método de los elementos de contorno y métodos sin malla y Biodinámica y biomateriales. De esta manera, la formación previa de quien desarrolle su trabajo de investigación en esta línea, será la siguiente:

a) Las cuatro asignaturas del módulo I, de contenidos transversales:

P001 Metodología de la investigación tecnológica
P023 Ingeniería ambiental avanzada
P015 Métodos de análisis no lineal en ingeniería
P025 Métodos computacionales en ingeniería

b) Las tres asignaturas del módulo II, de contenidos específicos obligatorios del itinerario:

P017 Análisis avanzado de vibraciones en máquinas
P019 Diseño avanzado de transmisiones por engranajes
P020 Simulación numérica de flujos de fluidos en ingeniería

c) Dos asignaturas de las ofertadas como optativas en el módulo III, de contenidos específicos optativos del itinerario:

P003 Análisis actual de problemas de mecánica de medios continuos: método de los elementos finitos, método de los elementos de contorno y métodos sin malla
P018 Biodinámica y biomateriales

d) Una asignatura más de las ocho restantes ofertadas como optativas en el módulo III, de contenidos específicos optativos del itinerario.

Especial importancia para el desarrollo del trabajo de investigación tendrán los conocimientos, competencias y destrezas adquiridos en alguna de estas asignaturas: la de Metodología de la investigación tecnológica, en la que se sientan los métodos de la actividad investigadora que se habrá de desarrollar en el trabajo de investigación; la de Diseño avanzado de transmisiones por engranajes, que como se dijo más arriba, constituye el fundamento de la línea de investigación, que está orientada a los contenidos de la misma; y finalmente las de Métodos computacionales en ingeniería y Análisis actual de problemas de mecánica de medios continuos: método de los elementos finitos, método de los elementos de contorno y métodos sin malla, que proporcionan herramientas de trabajo, imprescindibles en el desarrollo de algunos de los trabajos de la línea.

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