Una breve introducción a la modificación del perfil de engranajes

I. ¿Por qué es necesaria la modificación del perfil de engranajes? (Objetivos e imperativos)

1. Deformación elástica : Durante la transmisión de potencia, ocurre una ligera deformación elástica en los dientes del engranaje, ejes y cojinetes. Esto provoca que la raíz del diente del engranaje conductor "corte en exceso" la punta del diente del engranaje conducido (fenómeno conocido como "interferencia"), lo que resulta en impacto, vibración y ruido.
2. Errores de Fabricación e Instalación : Los engranajes presentan pequeños errores de paso y desviaciones en el perfil del diente. Durante la instalación, pueden existir errores en la distancia entre centros y ejes mal alineados. Estos errores alteran el estado ideal de engrane.
3. Deformación térmica : El calor generado durante el funcionamiento del sistema provoca la expansión térmica de la caja de engranajes y de los engranajes, modificando las condiciones originales de engrane.

• Contacto en el Borde de la Punta del Diente : Impacto de engrane intensificado.
• Concentración de tensiones : Esfuerzos de contacto excesivamente altos en las puntas y raíces de los dientes.
• Aumento de la vibración y el ruido : Estabilidad y comodidad comprometidas en la transmisión.
• Eficiencia reducida : Pérdida de energía debido a la fricción y al impacto adicionales.

II. Tipos principales de modificación

1. Modificación del perfil del diente - Modificación a lo largo de la altura del diente
   Consiste en alterar la forma del perfil del diente dentro del plano frontal perpendicular al eje del engranaje. Los tipos principales incluyen:
   • Relieve de punta : El método de modificación del perfil del diente más comúnmente utilizado, que consiste en adelgazar adecuadamente una pequeña porción del perfil del diente involuto cerca de la punta del diente. Su propósito es compensar los errores de paso base y la deformación del diente del engranaje, evitar el contacto en el borde de la punta del diente, así como los impactos al entrar y salir del engrane, y garantizar una transmisión suave.
   • Alivio en la raíz : Adelgazamiento de la raíz del engranaje en la zona correspondiente a la punta del diente del engranaje acoplado. Su propósito es prevenir interferencias entre la punta del diente del engranaje acoplado y la raíz del engranaje actual, facilitando también una transición suave durante el engrane.
   • Modificación por abombado : Dar forma al perfil del diente con una ligera forma de tambor, haciendo que la parte central sobresalga ligeramente. Su propósito es compensar la carga excéntrica del engranaje y los errores de instalación, permitiendo que la carga se concentre mejor en la parte media de la superficie del diente y evitando la concentración de tensiones en los bordes.
2. Modificación del trazo del diente - Modificación a lo largo del ancho del diente
   Se refiere a modificar la forma de la superficie del diente en la dirección paralela al eje del engranaje. Los principales tipos incluyen:
   • Alivio en los extremos del diente : Afinar adecuadamente ambos extremos del diente del engranaje a lo largo de la dirección del trazado del diente. Su propósito es compensar la deformación del eje y de la caja de engranajes, así como los errores de hélice del engranaje, prevenir la concentración de tensiones en los extremos del diente y mejorar la distribución de carga sobre la superficie del diente.
   • Modificación por abombamiento del diente : Dar a la superficie del diente una forma ligeramente abombada a lo largo del ancho del diente (abultada en el centro y más baja en ambos extremos). Como método de modificación del trazado del diente más eficaz, puede compensar significativamente la carga excéntrica causada por la deformación torsional del eje y el desalineamiento durante la instalación, concentrando el patrón de contacto en el centro de la superficie del diente y mejorando la capacidad de carga y la vida útil.

III. ¿Cómo lograr la modificación del perfil del engranaje? (Métodos de fabricación)

1. Rectificado de engranajes modificado : El método más preciso y comúnmente utilizado. En una rectificadora de engranajes CNC, la trayectoria de movimiento de la piedra de rectificar se controla mediante programación de software para rectificar directamente el perfil de diente modificado requerido. Es el método preferido para lograr modificaciones complejas (como dientes abombados).
2. Afinado de engranajes modificado : Para engranajes con superficies blandas, se puede utilizar una cuchilla de afinado modificada para afilar, transfiriendo así la cantidad de modificación a la superficie del diente del engranaje.
3. Abaulamiento de engranajes modificado : Similar en principio al afinado de engranajes, se utiliza una rueda de abaulamiento modificada para el acabado de engranajes tratados térmicamente. Esto no solo mejora la calidad superficial, sino que también logra un cierto grado de modificación.

Conclusión