Interferencia de mecanismos

Interferencia de Engranajes

Se llama interferencia al contacto entre partes de perfiles que no son conjugadas, y a la interferenciade la propia materia. Pueden distinguirse dos tipos:Interferencia de Tallado o Penetración.Interferencia de Funcionamiento.

La “Interferencia de tallado o penetración” tiene lugar cuando la cremallera de generación corta

material en puntos situados en el interior de la circunferencia base, es decir, más allá de dondetermina el perfil de evolvente. Ello destruye parcialmente el perfil de evolvente y provoca undebilitamiento en la base del diente que afecta negativamente la resistencia del mismo, como sepuede ver en la Figura 1 (a). El tallado de un engranaje con cremallera se realiza haciendo rodar la

"línea primitiva de la cremallera" (que tiene circunferencia primitiva de R = ∞) sobre la circunferencia

primitiva de la rueda. Así los dientes de la rueda se tallan como perfiles conjugados de los dientesde la cremallera (evolventes de sus sucesivas posiciones). Sin embargo, hay que tener en presenteque el perfil de evolvente termina en el punto C de la Figura 1 (b) (punto de la circunferencia base),y si la línea exterior de la cremallera pasa por debajo de C se produce interferencia de tallado. Paraque no se produzca interferencia, el addendum debe cumplir con la siguiente expresión:(1)pero teniendo presente que:(2)

y si los dientes son normalizados según AGMA, donde se cumple que

a

c 

=m

, entonces:

(3)La expresión (3) pone ciertos límites al tallado de engranajes con el método de cremallera, ya quefavorece la interferencia en ruedas con menos de 17 dientes (con el ángulo de presión normalizado

=20 

°).

[pic 1]

a)bFigura 1. a) efecto de la interferencia de penetración b) simulación de la interferencia

[pic 2]

La línea azul, tangente a las circunferencias base en color verde (los podemos denotar como T1T2), es la línea de engrane y forma un ángulo con la recta que une los centros [pic 3], el ángulo de presión. Pues bien, si los engranajes entran en contacto antes del punto T1 o se separan después de T2, se producirá un fenómeno conocido como interferencia.

Para saber en qué punto empiezan a tocarse los dientes y dónde comienzan a alejarse, basta con realizar los siguientes pasos:

1. Dibujamos las circunferencias primitivas de cada engranaje, uniendo la línea de los centros.
2. Trazamos una perpendicular en el punto de contacto de las “supuestas” ruedas de fricción: esto es, el punto de contacto entre las primitivas (C)
3. Ahora establecemos el ángulo de presión y trazamos una línea significativa que pase por el punto C.
4. Trazamos dos perpendiculares a la línea anterior de manera que pasen por sendos centros. Esto nos da el radio de las circunferencias base, que procedemos a trazar.
5. Ahora dibujamos las circunferencias exteriores de cada engranaje (radio primitivo + addendum) e identificamos los puntos donde nos corta a la línea de engrane, que serán A y B según la imagen anterior, que pasa a llamarse segmento de engrane.

Por lo tanto T1T2 > AB, quedando este segmento comprendido dentro del primero. De lo contrario, existirá interferencia.

Otra forma de interferencia, es la que se produce cuando la circunferencia base queda sobre la la propia base del diente: es decir, Diámetro base > Diámetro de pie. Esto tiene lugar cuando un engranaje tiene un número de dientes reducido.

Como sabemos, el diente involuto o de evolvente se define únicamente a partir de la circunferencia base. En los casos donde la profundidad del diente se extiende más allá de tal circunferencia, vamos a tener una zona del diente que no será involuto y no habrá un contacto de dientes conjugados. La punta del diente de la rueda interferirá con la zona “no involuta” del diente del piñón.

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