ANTECEDENTES:

 ANTECEDENTES NACIONALES:

1) [ CITATION Jes18 \l 3082 ] Análisis comparativo de métodos para el diseño de

Engranajes Cilíndricos de Dientes Rectos.

Resumen: El presente trabajo de investigación titulado “Análisis comparativo de

métodos para el diseño de engranajes cilíndricos de dientes rectos” tiene por

objetivo determinar si el método AGMA es el que proporciona mayor potencia de

trasmisión y el menor espesor de diente que el método LEWIS en la fabricación de

engranajes cilíndricos de dientes rectos; para el análisis, comparación y diseño de

engranajes cilíndricos de dientes rectos se utilizaron los métodos antes

mencionados como son: el método AGMA y el método LEWIS, y a su vez se

demostrara con el uso de herramientas adicionales como es el uso de software, en

este caso “SOLID WORKS 2013”, comparar los resultados calculados y los

obtenidos mediante el software para obtener un diseño más óptimo. La presente

investigación es de tipo descriptiva y es importante porque brinda un aporte a la

ingeniería, mediante un estudio comparativo de métodos, para la fabricación de

engranajes de dientes rectos, de tal manera que al culminar la tesis los resultados

podrán comprobarse entre uno y otro método, ya que los engranajes de dientes

rectos son elementos de máquinas de uso muy frecuente en la actualidad. La

máquina a impulsar será un agitador el cual tiene por finalidad ser usado para la

neutralización de aguas ácidas mediante la lechada de cal (agua + cal), con los

resultados obtenidos mediante cálculos realizados, se determinó que el método

que proporciona mayor potencia de transmisión y un menor espesor de diente es

el método AGMA.
2) [CITATION Lui18 \l 3082 ] Automatización del modelamiento geométrico y de

la generación de planos de fabricación de engranajes cilíndricos.

Resumen: Esta tesis tuvo como objetivo lograr la automatización del

modelamiento geométrico y de la generación de planos de engranajes cilíndricos

de ejes paralelos y dentado exterior con aplicación en cajas reductoras de media y

alta potencia. Para ello fue necesario realizar una tipificación de los engranajes

objeto de estudio siguiendo recomendaciones geométricas recogidas de la

bibliografía de diversos autores, especializados en el tema de diseño de elementos

de máquinas. Luego se definieron los parámetros que definen la geometría del

engranaje y las relaciones con los parámetros que se obtienen de los cálculos de

comprobación. A continuación, con la información obtenida hasta este punto se

crearon cuatro modelos paramétricos tridimensionales que son capaces de

representar las diferentes tipificaciones definidas anteriormente. Seguidamente se

recopiló la información necesaria para completar los datos que requiere un plano

de fabricación de un engrane, creándose también cuatro plantillas de planos.

Finalmente, se desarrolló e implementó un algoritmo que permite automatizar la

obtención de los modelos 3D y la generación de los planos de fabricación. Se

decidió realizar esta tarea en la plataforma de Visual Basic for Applications (VBA)

del software comercial de diseño asistido por computadora Autodesk Inventor. El

programa desarrollado comprende tareas como el dimensionamiento de los

engranajes a partir de los datos de entrada introducidos por el usuario de una

transmisión verificada, la selección de la escala más adecuada para el plano, la

modificación de las vistas del engrane, la realización del acotado dimensional, la

indicación de tolerancias y el llenado de los bloques de datos de la pieza, entre

otros. La herramienta obtenida como resultado de este trabajo fue utilizada en

tres ejemplos de aplicación de manera satisfactoria.

3) [ CITATION Ale17 \l 3082 ] Análisis frecuencial del sistema eje-engranaje

mediante el método de elementos finitos con SolidWorks 2016.

Resumen: El objetivo principal de este trabajo es estudiar las frecuencias naturales

o llamados también modos frecuenciales que se generan en los sistemas eje-

engranaje. La mayoría de las máquinas utilizadas en las industrias para transmitir

potencia son de naturaleza rotativa y por lo general cuentan con un sistema eje-

engranaje, las cuales se encuentran expuestas a vibraciones de torsión debido al

movimiento rotativo en régimen de trabajo. Las Vibraciones pueden dañar los

componentes de las máquinas debido a las cargas y velocidad de rotación a la que

se encuentran sometidas. Como las vibraciones de torsión son más difíciles de

detectar y por esta razón la velocidad del sistema genera los modos frecuenciales,

los cuales pueden estar cerca de las frecuencias de resonancia, lo cual podría llevar

a la falla del sistema eje – engranaje debido a problemas de desalineación,

desbalance o excentricidad, por lo tanto, es importante encontrar frecuencias

naturales para sistemas rotativos para que operen con seguridad para el mejor

desempeño de la máquina. Se utilizó el software SolidWorks 2016, para llevar a

cabo la simulación a través del método de elementos finitos y se determinaron las

frecuencias naturales.

4) [ CITATION Ale18 \l 3082 ] Desarrollo de un algoritmo para el diseño de

árboles en cajas reductoras de velocidad con engranajes cilíndricos y ejes

horizontales paralelos considerando resistencia a la fluencia, resistencia a la

fatiga y deflexiones.
Resumen: Este trabajo de tesis presenta el desarrollo e implementación de un

algoritmo para el diseño de árboles en cajas reductoras de velocidad con

engranajes cilíndricos y ejes horizontales paralelos. El cual tiene como inputs a las

cargas, condiciones de trabajo, y parámetros geométricos de rodamientos y

engranes; y como outputs a los diámetros, factores de seguridad a la fluencia y

fatiga y deformaciones. Con este algoritmo se consigue en el diseño de árboles de

cajas reductoras, una reducción de tiempos de cálculo respecto a los métodos

actuales tales como el cálculo manual. La presente tesis forma parte de un

proyecto de mayor alcance con el objetivo principal de diseñar una caja reductora

de media y alta potencia. Esto conduce a que el algoritmo esté concebido como

parte de un módulo de cálculo de árboles, dentro de un sistema inteligente de

diseño de cajas reductoras. Asimismo, este sistema inteligente establece

interacciones entre el módulo de árboles y los módulos orientados a los otros

componentes de la caja reductora. Este algoritmo es implementado en la

plataforma Visual Basic for Applications (VBA) que se encuentra en el software

Autodesk Inventor. El desarrollo e implementación del algoritmo se inicia con la

recopilación de información en textos de diseño y normas técnicas internacionales

acerca de procedimientos para el diseño de árboles. Con esta información se

tipifican los árboles para este tipo máquinas. A continuación, se genera una librería

de los árboles que es utilizada para el diseño de los mismos considerando sus

formas constructivas principales y las relaciones entre sus longitudes y diámetros.

Los parámetros de entrada requeridos para el cálculo de los árboles son las cargas,

condiciones de trabajo y parámetros geométricos de rodamientos y engranes. Los

criterios definidos para el cálculo de los árboles son el análisis de resistencia a la

fluencia, análisis de resistencia a la fatiga y análisis de deflexiones. Finalmente, se

obtienen los diámetros de cada sección considerando factores de seguridad a la

 fluencia y fatiga y deformaciones menores a las máximas admisibles. De este modo

se automatiza el proceso de diseño de los árboles y su modelamiento en 3D,

pudiendo así realizar pruebas con ejemplos de aplicación y visualizar de forma

gráfica los resultados. Estas pruebas son las que validan el correcto

funcionamiento del algoritmo realizado.

5) [ CITATION Wal20 \l 3082 ] Evaluación de los criterios de diseño de los

engranajes magnéticos para una transmisión E-CVT en los vehículos híbridos.

Resumen: El presente trabajo de tesis tiene como objetivo diseñar de manera

computacional engranajes magnéticos para un sistema de transmisión

continuamente variable de tipo electrónico (e-CVT por sus siglas en inglés) como

alternativa a los engranajes planetarios en los autos híbridos del modelo sedan.

Para realizar dicho propósito es necesario comprender el funcionamiento del

sistema e-CVT dado que, en su estructura, se utiliza un engranaje planetario cuya

principal función es transmitir la potencia de los motores, tanto eléctricos como de

combustión interna, hacia las ruedas. Con la finalidad de reemplazar los

engranajes planetarios, se analizará en qué aspectos los engranajes magnéticos

pueden superarlos. Para ello, se analizará el torque magnético generado por los

imanes permanentes; a fin de obtener un dimensionamiento que tenga la

capacidad de transmitir la potencia de los motores, tanto eléctricos como el de

combustión interna, hacia las ruedas. Asimismo, se analizará la eficiencia de los

engranajes magnéticos como también los ciclos de trabajo de los imanes

permanentes.

 ANTECEDENTES INTERNACIONALES:
1) [ CITATION Jua19 \l 3082 ] Diseño y cálculo de un reductor de velocidad de

engranajes cilíndricos de dientes helicoidales, para polipasto industrial.

Resumen: El presente trabajo va a consistir en realizar los determinados cálculos y

diseños de un reductor de velocidad para un polipasto en puente grúa, a partir de

una serie de datos de partida obtenidos. Dichos datos necesarios para el posterior

diseño son la velocidad del eje de entrada la cual será de 1400 rpm, la relación de

transmisión(i) de 21.5, además de una potencia de accionamiento a través de un

motor eléctrico de 9kW y un par en el eje de salida de 1350 Nm. El diseño de este

mecanismo estará asociado a la industria para facilitar el transporte de diferentes

piezas, maquinas, etc. de gran carga. A la par de los cálculos, se obtendrán los

datos necesarios para el diseño tanto de engranajes, como ejes y rodamientos.

Finalmente se modelizará para ver su correcto funcionamiento y por último se

realizará una impresión 3D del modelo final.

2) [ CITATION Jua17 \l 3082 ] Diseño, inspección y análisis de engranajes

cónicos.

Resumen: Este proyecto de fin de grado es un proyecto en colaboración con la

empresa Jonh Deere Ibérica en el que se estudiarán las normas existentes sobre

engranajes cónicos con el fin de estandarizar la manera de diseñar y acotar los

planos en la empresa. Se hará una pequeña introducción sobre los tipos de

engranajes que se encuentran en el mercado actualmente, y se profundizará en los

parámetros característicos de los engranajes cónicos. Se explicarán las distintas

formas de acotación y aplicación de tolerancias según las normas DIN y AGMA y

posteriormente se analizarán los métodos de medición y de inspección que

propone la norma AGMA para engranajes cónicos. Se analizará la inspección de un

engranaje de la fábrica mediante una máquina de control por coordenadas y se

analizarán los resultados obtenidos.

3) [ CITATION Tha19 \l 3082 ] Evaluación de la Cadena de Suministro para

Mejorar la Competitividad y Productividad en el Sector Metalmecánico en

Barranquilla, Colombia.

Resumen: El presente artículo estudia los niveles de competitividad y

productividad del Sector Metalmecánico de la ciudad de Barranquilla, a partir del

diseño de un modelo de evaluación para la cadena de suministro de empresas

pertenecientes a dicho sector. El modelo está conformado por cinco aspectos

críticos: abastecimiento, almacenamiento, gestión de inventarios, distribución y

transporte y logística inversa. Estos factores incluyen un conjunto de variables que

evalúan la planeación, ejecución, medición y control de la gestión de la cadena de

suministro. El modelo fue validado en cinco empresas del Sector Metalmecánico

de la ciudad de Barranquilla. Se establecieron soluciones para las prácticas de

logística integral en los procesos de aprovisionamiento, teniendo en cuenta

normas de calidad de procesos y seguridad de la cadena de suministro. Se

concluye que el sector ha presentado un gran crecimiento económico en el país y

se hace necesario la optimización y mejora continua de los procesos productivos a

través del monitoreo y control de indicadores apropiados.

4) [ CITATION Yes20 \l 3082 ] Diseño de plan de mantenimiento de banco

didáctico de transmisión de potencia mecánica.

Resumen: El diseño de plan de mantenimiento al banco de transmisión de

potencia mecánica se basa en la mejora continua que debe permanecer la UAN

para con sus activos que son de gran utilidad para el aprendizaje teórico-practico

de sus estudiantes. El diseño de este plan de mantenimiento es construido para

mantener un control interno del mantenimiento del sistema de transmisión como

equipo, enfocándose en las fallas que este ha presentado y a su vez las futuras que

se pueden prevenir gracias a las actividades programadas, alargando su vida útil y

siendo de gran provecho para la comunidad de la institución.

5) [ CITATION Lar18 \l 3082 ] Optimización por enjambre de partículas en el

diseño de un árbol de transmisión.

Resumen: En este trabajo se presenta la utilización de metaheurísticas para apoyar

al diseño de sistemas mecánicos, como una propuesta de metodología de diseño

robusta. Se empleó el algoritmo de optimización por enjambre de partículas, PSO

(del inglés, Particle Swarm Optimization), para el diseño óptimo de un árbol de

transmisión hecho de materiales compuestos, con el fin de obtener los parámetros

de diseño adecuados para soportar las cargas específicas a las que estará sometido

este elemento. El problema en este tipo de diseños, es encontrar el espesor

adecuado de la pieza, es decir el número de láminas y sus respectivas

orientaciones que la conformarán, para lo cual existen demasiadas posibles

combinaciones al trabajar con laminados de materiales compuestos, la

metodología propuesta busca la mejor solución posible de acuerdo con los

parámetros del problema. La principal aportación de este trabajo es el uso de

metaheurísticas para resolver problemas de diseño complejos y difíciles de

resolver por métodos tradicionales. Los resultados experimentales conllevan a

concluir que este tipo de implementaciones son de gran utilidad para resolver

problemas de optimización numérica en el diseño con materiales compuestos para

 diversas aplicaciones en ingeniería.

REFERENCIAS:

Huiza, W. (2020). Evaluación de los criterios de diseño de los engranajes magnéticos para una
transmisión E-CVT en los vehículos híbridos. Lima: Universidad de Ingeniería y
tecnología.

López, A. (2018). Desarrollo de un algoritmo para el diseño de árboles en cajas reductoras de

velocidad con engranajes cilíndricos y ejes horizontales paralelos considerando
resistencia a la fluencia, resistencia a la fatiga y deflexiones. Lima: Pontificia
Universidad Católica del Perú.

Neyra, J. (2018). Análisis comparativo de métodos para el diseño de Engranajes Cilíndricos de

Dientes Rectos. Moquegua: Universidad José Carlos Mariátegu.

Vera, A. (2017). Análisis frecuencial del sistema eje-engranaje mediante el método de

elementos finitos con SolidWorks 2016. Universidad Nacional de Trujillo.

Yoshida, L. (2018). Automatización del modelamiento geométrico y de la generación de planos

de fabricación de engranajes cilíndricos. Lima: Pontificia Universidad Católica del Perú.

Baldovino, T. (2019). Evaluación de la Cadena de Suministro para Mejorar la Competitividad y

Productividad en el Sector Metalmecánico en Barranquilla, Colombia. Barranquilla :
Universidad de la Costa.

Bautista, J. (2019). Diseño y cálculo de un reductor de velocidad de engranajes cilíndricos de

dientes helicoidales, para polipasto industrial. Universitat Politècnica de València.

Grande, J. (2017). Diseño, inspección y análisis de engranajes cónicos. Madrid, España:

Universidad Carlos III de Madrid.

Hernadez, L. (2018). Optimización por enjambre de partículas en el diseño de. México: Instituto
Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica.

Yesid Miranda, M. M. (2020). Diseño de plan de mantenimiento de banco didáctico de

transmisión de potencia mecánica. Cartagena: Universidad Antonio Nariño.