Cómo Especificar Un engranaje helicoidal: la lista de verificación completa del ingeniero.

Comience con la velocidad de su motor (n₁) y la velocidad requerida del eje de salida (n₂). La relación i = n₁ ÷ n₂ es el principal parámetro de diseño; todo lo demás se deriva de ella. Un motor de 4 polos a 1450 RPM que acciona un eje que debe girar a 29 RPM requiere i = 50:1. Calcule siempre primero la relación exacta requerida y luego seleccione la relación estándar del catálogo más cercana o especifique una relación personalizada. Las relaciones estándar (10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 80, 100:1) pueden no coincidir exactamente con sus requisitos. Las relaciones no estándar están disponibles en la especificación semicustom de Nivel 3 sin necesidad de herramientas nuevas. La relación de engranajes también determina si se puede lograr el autobloqueo: en relaciones altas (≥ 30:1 con tornillo sin fin de un solo arranque), el autobloqueo suele ser posible; en relaciones bajas, requiere verificación.

El número de arranques determina dos propiedades simultáneamente: capacidad de autobloqueo y eficiencia. Arranque simple (z1=1): ángulo de avance poco profundo → autobloqueo en la mayoría de las relaciones → eficiencia 50–75%. Arranque doble (z1=2): la eficiencia mejora a 72–82% → autobloqueo marginal. Arranque cuádruple (z1=4): eficiencia 83–90% → autobloqueo no alcanzable. Especifique z1=1 siempre que se requiera retención de carga (autobloqueo de seguridad) — para transportadores inclinados, polipastos y articulaciones de cobots. Verifique el autobloqueo a la temperatura máxima de funcionamiento, no a la ambiente: el coeficiente de fricción disminuye con la temperatura, lo que puede eliminar el comportamiento de autobloqueo en un accionamiento que se autobloquea a 20 °C pero no a 70 °C de temperatura de la carcasa.

El módulo se selecciona en función del par de salida requerido, no de la relación. La relación par-módulo para la rueda de bronce de estaño: T₂_clasificado ≈ 0,9 × m³ × z₂ × 120 MPa (aproximado para ZCuSn10Pb1 a velocidad moderada). Para un T₂ requerido de 300 Nm a 50:1 (z₂=50): m³ ≥ 300 / (0,9 × 50 × 0,12) → m³ ≥ 55,6 → m ≥ 3,82 → seleccionar M4. Módulos estándar: M1, 1.25, 1.5, 2, 2.5, 3, 4, 5, 6, 8, 10. Los módulos no estándar (M3.5, M4.5, M7) requieren herramientas personalizadas de nivel 4. Seleccione siempre un nivel de módulo estándar superior al valor mínimo calculado para garantizar el margen de servicio.

Par calculado a partir de la aplicación: T₂ = F × r para mecanismos lineales (F = fuerza de carga, r = brazo de palanca), o T₂ = P/ω para mecanismos rotativos. Aplicar un factor de servicio: 1,0–1,25 para carga constante suave (ventiladores, bombas); 1,5 para choque moderado (transportadores que arrancan bajo carga); 2,0–2,5 para choque fuerte (manejo de materiales con posibles atascos, arranque-parada de alto ciclo). El par de diseño T₂_diseño = T₂_carga × SF. Par del motor en el eje de salida ≠ par de diseño: T₂_motor = T_motor × i × η — la reducción de eficiencia significa que el motor debe suministrar más par de entrada que el par de carga dividido por la relación.

Una vez fijados el módulo, el número de inicio y el número de dientes, se determina la distancia entre centros: a = m(q + z₂)/2 donde q es el cociente del diámetro (normalmente 8–16, a menudo elegido como q=12 o q=10). Para M4, q=12, z₂=50: a = 4(12+50)/2 = 124 mm. La distancia entre centros no es una variable libre. La carcasa de la máquina debe alojar la distancia entre centros calculada dentro de la tolerancia requerida para la clase de precisión (normalmente ±0,10 mm para estándar, ±0,05 mm para accionamientos de precisión). El diseño o la selección de la carcasa se derivan de la distancia entre centros; no diseñe primero la carcasa y luego ajuste el conjunto de engranajes a ella.

El orificio se fabrica con tolerancia H7 (base de orificio estándar). Tipo de ajuste del eje: H7/k6 — ajuste de transición, extraíble para mantenimiento; H7/n6 — interferencia ligera, montaje permanente estándar de servicio medio; H7/p6 — interferencia media, aplicaciones de choque de servicio pesado (requiere prensa hidráulica o calentamiento para el montaje). Los diámetros de orificio no estándar (cualquier valor, no solo los pasos del catálogo) están disponibles como personalización de Nivel 2 con un plazo de entrega de 2 a 4 semanas y sin costo de herramientas. Especifique el diámetro del orificio con una precisión de 0,1 mm y el tipo de ajuste explícitamente. Los ejes sin fin dúplex (juego ajustable) requieren un ajuste de eje diferente: ajuste de holgura H7/g6 para permitir el ajuste axial.

Las dimensiones de la chaveta se ajustan a la norma DIN 6885A en función del diámetro del orificio. Un orificio de 30 mm: chaveta de 8 × 7 mm (8 de ancho × 7 de alto). Un orificio de 50 mm: chaveta de 14 × 9 mm. Especifique: (1) estándar de la chaveta (DIN 6885A métrico por defecto), (2) tolerancia del ancho de la chaveta (JS9 para juego normal; P9 para ajuste de chaveta de interferencia), (3) si se requiere un orificio para tornillo de fijación. Si no se requiere chaveta, indíquelo explícitamente; sin instrucciones, se mecanizará una chaveta en todos los orificios superiores a 10 mm como estándar. Si se necesitan dos chaveteras (separadas 90° para equilibrado o redundancia), esto debe especificarse al realizar el pedido.

El material del eje determina la dureza y la templabilidad; el material de la rueda determina la resistencia al desgaste y la resistencia. Estos son un par: la combinación correcta depende de la clase de servicio y el entorno. D1 ligero: C45 endurecido por inducción + ZCuSn10Pb1. D2 medio: 40Cr templado en toda su masa + ZCuSn10Pb1. D3 pesado: SCM415 carburizado + ZCuAl10Fe3. Alimentación/mar: SS316 + SS316 o SS316 + ZCuSn10Pb1. Indicar solo el grado del eje ('Necesito un eje de 40Cr') es insuficiente; también debe especificarse la aleación de la rueda. Un eje de 40Cr contra una rueda de ZCuAl10Fe3 tiene un diferencial de dureza inadecuado en algunas condiciones; consulte la guía de selección de materiales para reglas de emparejamiento.

La clase de precisión DIN especifica la tolerancia admisible en desviación de paso, desviación de perfil, error de paso y espesor de diente. DIN 12: comercial (solo tallado, industrial general); DIN 9–10: industrial estándar (tallado + posible rectificado de contacto); DIN 7–8: precisión (roscado rectificado); DIN 5–6: alta precisión (rectificado y lapeado, para accionamientos robóticos y de posicionamiento). Cada paso más estricto duplica aproximadamente el costo de fabricación. Especifique la clase mínima que requiere su aplicación. Sobreespecificar DIN 6 para un accionamiento de transportador de almacén aumenta el costo sin beneficio operativo; subespecificar DIN 9 para un robot indexador produce errores de posición. Indique la clase de precisión requerida junto con el tipo de aplicación para que Korea Ever-Power pueda confirmar que la especificación es apropiada.

El nivel de documentación debe coincidir con los requisitos de su sistema de calidad. Suministro estándar: certificado de material (número de lote trazable) + informe de inspección dimensional CMM. Alimentos / HACCP: agregar informe de rugosidad superficial (medición Ra) + confirmación de compatibilidad de lubricante NSF H1 + declaración de zona HACCP. Marino / offshore: agregar certificado de prueba de niebla salina ASTM B117 de 500 h. Dispositivo médico (ISO 13485): agregar referencia de biocompatibilidad ISO 10993-1 + registro de tratamiento térmico + certificado de prueba de fábrica. Fabricante de equipos originales de automoción (PPAP): especificar PPAP Nivel 1, 2 o 3. Los requisitos de documentación no siempre se pueden cumplir retrospectivamente a partir de un pedido enviado; indíquelos al realizar el pedido y Korea Ever-Power confirmará la disponibilidad antes de aceptarlo.