Elegir el ángulo de presión correcto es crucial para un rendimiento óptimo del engranaje.
El ángulo incorrecto puede provocar un desgaste excesivo, ruido e incluso una falla prematura, lo que le costará tiempo y dinero.
En esta publicación, analizaremos en profundidad los tipos de ángulos de presión y los factores clave a tener en cuenta al realizar su selección, garantizando así que sus engranajes funcionen de manera suave y confiable.
¿Qué es el ángulo de presión?
El ángulo de presión en los engranajes se refiere al ángulo entre la línea de acción (la dirección en la que se transmite la fuerza entre dos engranajes) y la línea tangente al círculo primitivo en el punto de contacto. Se mide perpendicularmente a la superficie del diente. El ángulo de presión determina la dirección de la fuerza resultante que actúa sobre los dientes del engranaje a medida que engranan.
¿Qué es el ángulo de presión de operación?
Si bien el ángulo de presión nominal es un valor teórico definido por la geometría del engranaje, el ángulo de presión real durante el funcionamiento del engranaje puede variar debido a la carga y la deformación de los dientes. Esto se conoce como ángulo de presión de funcionamiento.
Bajo carga, los dientes del engranaje se desvían y el punto de contacto se desplaza ligeramente. Esto modifica la línea de acción efectiva y da como resultado un ángulo de presión de funcionamiento que normalmente es mayor que el valor nominal.
Tipos de ángulos de presión
Ángulo de presión de 14.5°
En el pasado, se utilizaban comúnmente engranajes con un ángulo de presión de 14.5°, pero en las aplicaciones modernas se han sustituido en gran medida por ángulos de presión más altos. El ángulo de presión de 14.5° da como resultado dientes más largos y delgados que son propensos a socavarse e interferir. Estos engranajes son menos eficientes en la transmisión de potencia y tienen una menor capacidad de carga en comparación con los engranajes con ángulos de presión más altos.
Ángulo de presión de 20°
El ángulo de presión de 20° es el estándar más utilizado en el diseño de engranajes modernos. Los engranajes con este ángulo de presión ofrecen un equilibrio entre resistencia, eficiencia y capacidad de fabricación. El ángulo de presión de 20° permite un mayor espesor de los dientes en la base, lo que reduce el riesgo de socavación y mejora la capacidad de carga. Estos engranajes son adecuados para una amplia gama de aplicaciones y son compatibles con muchas herramientas y procesos de fabricación estándar.
Ángulo de presión de 25°
Los engranajes con un ángulo de presión de 25° tienen dientes más cortos y gruesos en comparación con aquellos con ángulos de presión más bajos. El mayor grosor de los dientes mejora la capacidad de carga del engranaje y reduce el riesgo de rotura de los dientes bajo cargas elevadas. Sin embargo, los engranajes con un ángulo de presión de 25° pueden ser más susceptibles a interferencias y requieren una fabricación y un montaje más precisos para garantizar un engrane adecuado. Estos engranajes se utilizan a menudo en aplicaciones de servicio pesado que exigen alta resistencia y durabilidad.
Factores que influyen en la selección del ángulo de presión
- Requisitos de carga:La carga prevista sobre los engranajes es un factor primordial a la hora de seleccionar el ángulo de presión adecuado. Los ángulos de presión más altos, como 25°, son los preferidos para aplicaciones con alto par y cargas pesadas, ya que ofrecen una mayor capacidad de carga y un menor riesgo de falla de los dientes.
- Velocidad de operación:La velocidad de funcionamiento de los engranajes también influye en la elección del ángulo de presión. Los ángulos de presión más bajos, como 14.5°, son menos adecuados para aplicaciones de alta velocidad debido a su mayor susceptibilidad a la vibración y al ruido. El ángulo de presión de 20° es una buena opción para la mayoría de las aplicaciones de velocidad media a alta, mientras que los engranajes con un ángulo de presión de 25° se pueden utilizar en situaciones de alta velocidad y alta carga.
- Tipo de engranaje y aplicación:El tipo de engranajes y su aplicación específica influyen en la selección del ángulo de presión. Los engranajes rectos, helicoidales y cónicos pueden tener diferentes requisitos de ángulo de presión según su geometría y las condiciones de carga. Algunas aplicaciones, como la aeroespacial o la automotriz, pueden tener estándares o preferencias específicas para los ángulos de presión según las normas de la industria y el rendimiento comprobado.
