Indiscutiblemente que un buen diseño de componentes de transmisión mecánica, capaz de garantizar los requisitos exigidos en ellas, presupone que el diseñador deba tener cierta disposición y experiencia respecto a los componentes de transmisión.

Según es explica en la Fig. 20, el diseño de un elemento parte de la definición del problema, la cual corresponde con el conocimiento de la necesidad del elemento a diseñar, de los datos de partida y los resultados que se desean obtener.

Figura 20 - Esquema base de un proceso de diseño.

El estudio de los criterios capacidad de trabajo, diseño y selección, así como de las normas y códigos asociadas a los elementos de transmisión mecánica, permiten crear una capacidad de análisis y valoración de las condiciones límites de resistencia y trabajo de los diferentes tipos de componentes de transmisión mecánica, de manera que el diseñador los pueda incorporar en un sistema mecánico de manera consciente y apropiadamente. Por ejemplo, un sistema de transmisión mecánica no puede incorporar una correa estrecha de flancos abiertos o una cadena dentada silenciosa si el diseñador no tiene conocimiento de que existen estos componentes. No por gusto, y según se muestra en la Fig. 21, el saber diseñar es una de las habilidades más demandadas de los ingenieros por los empleadores, corroborado en encuestas publicadas en Mechanical Engineering de ASME.

Figura 21 - Resultados de encuesta que muestra que el saber diseñar es una de lashabilidades más demandadas de los ingenieros por los empleadores.

El propósito de estudiar el diseño de componentes de transmisión mecánica es ofrecer una capacitación básica profesional en el área de desarrollo y evaluación de transmisiones mecánicas con empleo de los componentes con mayor difusión en la actualidad, mediante una conveniente apropiación de las reglas, orientaciones y procedimientos de ingeniería de avanzada que permitan desarrollar racionales diseños de transmisiones mecánicas que garanticen su propósito con un trabajo útil y más seguro.

A continuación se lista una típica secuencia de los pasos a cumplir para el Diseño de un Elemento de Transmisión Mecánica.

1) Esquema del conjunto. Se confecciona un esquema del conjunto que simplifique las construcciones de las piezas y la vinculación entre ellas, poniendo solo las dimensiones imprescindibles para garantizar la cinemática deseada del mecanismo.

2) Cálculo de las cargas actuantes. Se determinan las cargas sobre los elementos, definiendo el carácter de su ciclo de aplicación (intermitente, alternativo, constante, etc.). También se realiza una definición de la ley de distribución de las cargas en los elementos (cargas concentradas, distribuidas, etc.). Deben de ser consideradas las cargas máximas del ciclo, así como las de amplitud del ciclo de carga. También deben ser tomadas en cuenta las cargas que pueden ser producidas por otros factores, como la dilatación térmica de las piezas, impactos, etc.

3) Elección de los materiales. Se eligen los materiales para elaborar las piezas, según las características físico-mecánicas que deben reunir (maquinabilidad, ductilidad, posibilidades de tratamientos térmicos o térmico-químicos, etc.), el costo, posibilidad de adquisición, etc.

4) Dimensionado previo. A partir de un criterio de diseño basado en una exigencia de la pieza que garantice su capacidad de trabajo, se determinan las dimensiones fundamentales. En esta parte el dimensionado total del elemento no es definido, pues se ha realizado el diseño sin considerar el efecto de la forma de la pieza ni el tipo de elaboración mecánica.

5) Ajuste geométrico. Son trazados los planos de ensamble lo que permite determinar el resto de las dimensiones de las piezas a partir de cierres geométricos, normalización de las medidas y tendencias estadísticas de la relación entre las dimensiones. En los planos de taller (pieza) se especifican todas las dimensiones, tolerancias, acabado superficial, durezas, recubrimiento, etc.

6) Cálculos de comprobación. Son comprobadas las piezas según los diferentes criterios de capacidad de trabajo, se determinan los niveles de seguridad en las secciones peligrosas por resistencia, las deformaciones elásticas, las temperaturas máximas alcanzadas y el nivel de las amplitudes de vibraciones cuando alcanzan las velocidades críticas, entre otros.