Cómo diseñar un engranaje recto forjado

Antes de diseñar tu propio engranaje recto, debes comprender sus componentes principales. Entre ellos se encuentran el forjado, el chavetero, el estriado, el tornillo de fijación y otros tipos. Entender las diferencias entre estos tipos de engranajes rectos es fundamental para tomar una decisión informada. Para obtener más información, sigue leyendo. ¡No dudes en contactarme si necesitas ayuda! A continuación, encontrarás algunos consejos y trucos útiles para diseñar un engranaje recto. Espero que te ayuden a diseñar el engranaje recto de tus sueños.

Forjado de engranajes rectos

La forja de engranajes rectos es uno de los procesos más importantes en la fabricación de componentes de transmisión automotriz. El proceso es complejo e incluye varias etapas, como la esferoidización de la pieza en bruto, la forja en caliente, el recocido, el fosfatado y la saponificación. El material utilizado para los engranajes rectos suele ser 20CrMnTi. El proceso se completa mediante un método de extrusión continua con matrices diseñadas para la longitud de banda de calibración L y el espesor del ángulo de separación T.
El proceso de forjado de engranajes rectos también puede emplear poliacetal (POM), un plástico resistente comúnmente utilizado en la fabricación de engranajes. Este material es fácil de moldear y dar forma, y ​​tras el endurecimiento, resulta extremadamente rígido y resistente a la abrasión. Para la fabricación de engranajes rectos se utilizan diversos metales y aleaciones, como acero forjado, acero inoxidable y aluminio. A continuación se enumeran los diferentes tipos de materiales empleados en la fabricación de engranajes, junto con sus ventajas y desventajas.
El tamaño de los dientes de un engranaje recto se mide en módulos (m). Cada número representa la cantidad de dientes del engranaje. A medida que aumenta el número de dientes, también aumenta su tamaño. En general, cuanto mayor sea el número de dientes, mayor será el módulo. Un engranaje de módulo alto tiene un ángulo de presión mayor. También es importante recordar que los engranajes rectos deben tener el mismo módulo que los engranajes a los que accionan.

Engranajes rectos con tornillo de fijación

Una industria moderna no puede funcionar sin engranajes rectos con tornillo de fijación. Estos engranajes son altamente eficientes y se utilizan ampliamente en diversas aplicaciones. Su diseño implica el cálculo de la velocidad y el par, factores ambos críticos. El modelo MEP, por ejemplo, considera la rigidez variable de un par de dientes a lo largo de su recorrido. Los resultados se utilizan para determinar el tipo de engranaje recto necesario. A continuación, se presentan algunos consejos para elegir un engranaje recto:
Tipo A. Este tipo de engranaje no tiene cubo. El engranaje en sí es plano con un pequeño orificio en el centro. Los engranajes de tornillo de fijación se utilizan con mayor frecuencia en aplicaciones ligeras sin cargas. El espesor del metal puede variar de 0,25 mm a 3 mm. Los engranajes de tornillo de fijación también se utilizan en maquinaria pesada que requiere resistencia y durabilidad. Este artículo ofrece una introducción a los diferentes tipos de engranajes rectos y sus diferencias.
Engranajes rectos con buje de pasador. Estos engranajes utilizan un tornillo de fijación para asegurar el pasador. Suelen conectarse a un eje mediante pasadores de centrado, resortes o pasadores elásticos. El pasador se perfora con el diámetro preciso para que encaje dentro del engranaje y no se afloje. Los engranajes rectos con buje de pasador tienen tolerancias elevadas, ya que el orificio no es lo suficientemente grande como para sujetar completamente el eje. Este tipo de engranaje suele ser el más caro de los tres.

Engranajes rectos con chavetero

En la industria moderna actual, las transmisiones de engranajes rectos se utilizan ampliamente para la transferencia de potencia. Este tipo de transmisiones ofrece una excelente eficiencia, pero pueden presentar pérdidas de potencia. Dichas pérdidas deben estimarse durante el proceso de diseño. Un componente clave de este análisis es el cálculo del área de contacto (2b) del par de engranajes. Sin embargo, este valor no es necesariamente aplicable a todos los engranajes rectos. A continuación, se muestran algunos ejemplos de cómo calcular esta área. (Véase la Figura 2)
Los engranajes rectos se caracterizan por tener dientes paralelos a los ejes y a la línea de paso, y se considera alta una velocidad de línea de paso de hasta 25 m/s. Además, son más eficientes que los engranajes helicoidales del mismo tamaño. A diferencia de estos últimos, los engranajes rectos se consideran generalmente engranajes de relación positiva. Se utilizan con frecuencia en aplicaciones donde el control del ruido no es un problema. La simetría de los engranajes rectos los hace especialmente adecuados para aplicaciones que requieren una velocidad constante.
Además de utilizar engranajes rectos helicoidales para la transmisión, también se pueden usar engranajes rectos con dientes de perfil evolvente. A diferencia de los engranajes helicoidales, los engranajes rectos con dientes de perfil evolvente tienen raíces gruesas, lo que evita el desgaste de los dientes. Estos engranajes se fabrican fácilmente con herramientas de producción convencionales. El perfil evolvente es ideal para la producción a pequeña escala y es uno de los tipos de engranajes rectos más populares.

Engranajes rectos estriados

Al considerar los tipos de engranajes rectos que se utilizan, es importante tener en cuenta las diferencias entre ambos. Un engranaje recto, también llamado engranaje evolvente, genera par motor y regula la velocidad. Es más común en motores de automóviles, pero también se utiliza en electrodomésticos. Sin embargo, uno de los inconvenientes más importantes de los engranajes rectos es el ruido que producen. Debido a que solo engranan un diente a la vez, generan mucha tensión y ruido, lo que los hace inadecuados para el uso diario.
El diagrama de distribución de la tensión de contacto representa la zona de contacto de cada diente del engranaje y la distancia tanto en la dirección axial como en la de perfil. Se observa una zona de contacto elevada hacia el centro del engranaje, debido a su microgeometría. Un valor l positivo indica que no hay desalineación de los dientes de la estría en la interfaz con la hélice. Lo contrario ocurre con valores l negativos.
Utilizando una técnica de límite superior, Abdul y Dean estudiaron el forjado de engranajes rectos. Partieron de la premisa de que el perfil del diente sería una línea recta. También analizaron la presión de forjado adimensional de una estría. Los engranajes rectos estriados se utilizan comúnmente en motores, cajas de engranajes y taladros. La resistencia de los engranajes rectos y las estrías depende principalmente de sus radios y del diámetro de sus dientes.
Engranajes rectos de acero inoxidable SUS303 y SUS304

Los engranajes rectos de acero inoxidable se fabrican mediante diversas técnicas, que dependen del material y la aplicación. El proceso más común es el corte. Otros procesos incluyen el laminado, la fundición y la forja. Además, los engranajes rectos de plástico se producen mediante moldeo por inyección, según la cantidad requerida. Los engranajes rectos de acero inoxidable SUS303 y SUS304 se pueden fabricar con una variedad de materiales, como acero al carbono estructural S45C, hierro fundido gris FC200, metal no ferroso C3604, plástico de ingeniería MC901 y acero inoxidable.
Las diferencias entre los engranajes rectos de acero inoxidable 304 y 303 radican en su composición. Ambos tipos de acero inoxidable comparten un diseño común, pero presentan composiciones químicas distintas. En China y Japón se utilizan las siglas SUS304 y SUS303, que hacen referencia a sus diferentes grados de composición. Al igual que ocurre con la mayoría de los aceros inoxidables, estos dos grados se fabrican para su uso en aplicaciones industriales, como engranajes planetarios y engranajes rectos.

Engranajes rectos de acero inoxidable

En un engranaje recto de acero inoxidable, existen varios aspectos a considerar, como el paso diametral, el número de dientes por unidad de diámetro y la velocidad angular de los dientes. Todos estos aspectos son cruciales para el rendimiento del engranaje, y las medidas dimensionales precisas son esenciales para su diseño y funcionamiento. Los profesionales del sector deben familiarizarse con la terminología utilizada para describir las piezas de los engranajes rectos, tanto para garantizar la claridad en la producción como en los pedidos de compra.
Un engranaje recto es un tipo de engranaje cilíndrico de precisión con dientes paralelos dispuestos en un borde. Se utiliza en diversas aplicaciones, como motores fueraborda, cabrestantes, maquinaria de construcción, equipos de jardinería, accionamientos de turbinas, bombas, centrifugadoras y una variedad de otras máquinas. Un engranaje recto suele estar fabricado en acero inoxidable y posee una alta durabilidad. Es el tipo de engranaje más utilizado.
Los engranajes rectos de acero inoxidable pueden tener diversas formas y tamaños. Generalmente se fabrican con acero inoxidable SUS304 o SUS303, que se utilizan por su alta maquinabilidad. Estos engranajes se someten a un tratamiento térmico mediante nitruración o inducción de la superficie dentada. A diferencia de los engranajes convencionales, que requieren rectificado de dientes tras el tratamiento térmico, los engranajes rectos de acero inoxidable presentan un bajo desgaste y una alta maquinabilidad.

Editor por CX 18/04/2023