Generación virtual de la geometría 3D de acoplamientos dentados abombados

Abstract

Los modelos analíticos, y cada vez más los numéricos, son herramientas utilizadas para el diseño y dimensionamiento tanto de engranajes como de acoplamientos dentados. Los resultados obtenidos, dependen de la exactitud de la geometría del diente, p. ej. las tensiones en el pie dependen del radio de éste o el desgaste del flanco de la curvatura del perfil, por lo que un modelo analítico es el punto de partida imprescindible para su generación. Existen diversos modelos para la generación de engranajes y acoplamientos dentados rectos, así como con pequeños abombamientos. Sin embargo, en la literatura analizada estos modelos no han sido contrastados con las geometrías obtenidas experimentalmente, ni han sido adaptados para mayores abombamientos. Es por ello que los perfiles generados con distintos modelos analíticos exhiben diferencias entre sí y por tanto, generan incertidumbre sobre su viabilidad para ser usados en el dimensionamiento de geometrías con grandes abombamientos. En este trabajo, se generan y posteriormente se comparan perfiles del flanco obtenidos con diferentes métodos de generación presentes en la literatura científica. Para ello se ha desarrollado una herramienta de modelado CAD 3D basada en el proceso de fabricación del acoplamiento dentado. Mediante este modelo se evidencia el impacto del radio de la trayectoria en la geometría generada y la diferencia de perfiles obtenidos según el método de generación empleado. Se concluye, que el método analítico que considera una cremallera curva es el que ofrece los resultados más exactos, pese a que sigue sin ser completamente preciso puesto que no considera la geometría 3D de la herramienta de tallado, durante la generación de acoplamientos dentados con gran cantidad de abombamiento.