Cálculo de la eficiencia en actuadores rotatorios de engranajes mediante el análisis teórico y computacional - González Pérez, Ignacio; Fuentes Aznar, Alfonso (Anales de Ingeniería Mecánica, 2025)
Hoy en día se está produciendo una transición hacia la electrificación en diversos sectores del transporte, fruto de un desarrollo en la tecnología de los motores eléctricos y en los sistemas de almacenamiento de energía eléctrica. Esto ha llevado a la necesidad de aplicar transmisiones mecánicas con elevada relación de transmisión, muy compactas y eficientes. Los actuadores rotatorios basados en engranajes son transmisiones epicicloidales donde se prescinde del brazo porta-satélites con el fin de conseguir una transmisión mecánica muy compacta y con una elevada relación de transmisión, encontrando aplicación en sistemas de actuación en aeronaves. La búsqueda de diseños factibles de este tipo de transmisiones supone un reto por las numerosas condiciones de diseño y montaje, y precisa de poder evaluar los mismos a través de diversas variables, entre las que se encuentra la eficiencia, para comparar las distintas soluciones entre sí. El presente trabajo presenta dos métodos, uno teórico y otro computacional, para evaluar la eficiencia en dichos actuadores y en particular en los de tipo de bisagra pivotante central con gran aplicación en el sector aeronáutico. Los resultados muestran una buena aproximación entre ambos métodos, así como con otros métodos existentes en la literatura especializada. Además de la eficiencia media, el método computacional, basado en la aplicación del método de los elementos finitos, permite evaluar la eficiencia a lo largo del ciclo de engrane, así como otras variables como la amplitud de la función de errores de transmisión bajo carga. Los resultados muestran una fluctuación mucho menor de la eficiencia y de los errores de transmisión bajo carga en las soluciones asíncronas (aquéllas con planetas en diferentes fases del ciclo de engrane) que en las soluciones síncronas, siendo las primeras objeto de la recomendación propuesta para el diseño de este tipo de transmisiones mecánicas.