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Tabla de contenidos
No headersCalcula y diseña uniones de ranura con curva envolvente El generador diseña una anchura de ranura correspondiente y comprueba la carga de presión y de plegado. Solamente los dientes del eje forman parte del cálculo, ya que la tensión es mayor en el eje que en los dientes del cubo, que tienen un mayor espesor de raíz.
Los acoplamientos con ranuras con curva envolvente son adecuados para la transmisión de grandes momentos de torsión cíclicos y de impactos. Este tipo se usa para acoplamientos fijos y deslizantes de ejes cilíndricos con cubos. El uso es similar al de las ranuras paralelas.
- Presiones menores que los acoplamientos con chavetas, mayor capacidad de carga del acoplamiento
- Menor desgaste de los acoplamientos deslizantes.
- Adecuado también para los momentos de torsión cíclicos.
- Sencillez del ensamblaje y desensamblaje del acoplamiento.
Ventajas del acoplamiento en comparación con el de ranuras paralelas:
- Mayor número de dientes (presiones menores, mayor capacidad de carga del acoplamiento, distribución más uniforme de fuerzas por el perímetro, opción de ajuste fino del cubo en el eje).
- Menor debilitamiento del eje, menor coeficiente de muesca.
- Producción múltiple económica con un método de talla.
- Alta precisión de la producción, como en el caso de los engranajes precisos.
- Costes de producción mayores que los de los acoplamientos con chavetas.
- Coeficiente de muesca más alto que los acoplamientos con chavetas.
- Difícil ejecución de la alineación y la perpendicularidad del acoplamiento.
- La falta de paralelismo de los lados de los dientes genera fuerzas radiales adicionales en el acoplamiento. Estas fuerzas intentan abrir el cubo.
El perfil con ranura tiene la forma de dientes con curva envolvente en la sección transversal, con ángulos básicos del perfil de 30, 37,5 o 45°. Está centrado en el diámetro exterior o los lados del diente. El centrado en el diámetro es más preciso; el centrado en los lados es más económico y se usa con mucha más frecuencia en la práctica. La parte inferior del acanalado puede ser plana o redondeada.
Cómo diseñar ranuras con curva envolvente
Inserción de una conexión de ranura con curva envolvente
Edición de la conexión de ranura con curva envolvente
Inserción de un componente de conexión individual: acanalado de eje
Inserción adicional de componentes de conexión
Cálculo de una ranura con curva envolvente
Generador de ranuras con curva envolvente: ficha Diseño
Define los parámetros para el cálculo de las ranuras con curva envolvente.
Seleccione objetos para generar
Para mostrar el área Resultados a la derecha de las fichas Cálculo y Diseño, pulse dos veces en la línea doble de la derecha o una vez en el cheurón.
Esta área muestra los valores calculados y los resultados de la comprobación de resistencia de la ranura. Los valores se calculan al pulsar Calcular.
Las unidades de los valores de los resultados se pueden modificar. Pulse dos veces en el valor especificado que desee cambiar.
Muestra los informes relativos al cálculo. Para abrir el área Resumen de mensajes en la parte inferior de las fichas Cálculo y Diseño, pulse dos veces en la línea doble situada al final de las fichas o una vez en el cheurón que aparece en la parte inferior de éstas.
Se muestra una vista preliminar gráfica de la geometría seleccionada. Puede usar los pinzamientos para especificar la longitud de la ranura, por ejemplo.
Generador de ranuras con curva envolvente: ficha Cálculo
Esta ficha amplía la ficha Diseño. Calcula los datos del generador en función de las selecciones realizadas en la ficha Diseño.
Para mostrar el área Resultados a la derecha de las fichas Cálculo y Diseño, pulse dos veces en la línea doble de la derecha o una vez en el cheurón.
Esta área muestra los valores calculados y los resultados de la comprobación de resistencia de la chaveta. Los valores se calculan al pulsar Calcular.
Las unidades de los valores de los resultados se pueden modificar. Pulse dos veces en el valor especificado que desee cambiar.
Tolerancias (para la norma ANSI métrica)
Especifica la clase de tolerancia y la clase de ajuste.
Acceso: |  . En el Generador de conexiones de ranuras con curva envolvente, haga clic en  , que se encuentra junto al campo de edición Longitud. |
Seleccione la clase de las tolerancias.
Esta norma incluye cuatro clases de tolerancia para la anchura de los espacios y el grosor de los dientes con el fin de proporcionar un rango de tolerancias que se ajusten a una necesidad de diseño. Las clases son variaciones de la tolerancia única antigua, que es ahora la clase 5, y se basan en las fórmulas mostradas en la nota al pie de la tabla 4. Todas las clases de tolerancia tienen los mismos límites de anchura mínima de espacio efectivo y grosor máximo de diente efectivo, de manera que es posible usar una mezcla de clases entre piezas con coincidencia.
Para las otras clases de tolerancia:
Clase 4 = 0,71 × valor tabulado
Clase 5 = Según lo indicado en la tabla
Clase 6 = 1,40 × valor tabulado
Clase 7 = 2,00 × valor tabulado
Seleccione la clase de ajuste.
La norma proporciona los mismos valores de anchura mínima de espacio efectivo interna y grosor máximo de diente efectivo externo para todas las clases de tolerancia. Es posible intercambiar un ensamblaje entre ranuras coincidentes con independencia de la clase de tolerancia de los miembros individuales y se pueden "mezclar" las clases de tolerancia de los miembros coincidentes. Este diseño suele ofrecer ventajas cuando un miembro es considerablemente más fácil de producir que el coincidente y la tolerancia media aplicada a las dos unidades satisface las necesidades del diseño. Por ejemplo, si se especifica la tolerancia de la clase 5 para un miembro y la de la clase 7 para el miembro coincidente, se proporciona una tolerancia de ensamblaje en el rango de la clase 6.
Clases de ajuste. Se proporcionan cuatro clases de ranuras de ajuste lateral: clase de ajuste de ranura H/ h con un juego mínimo efectivo, cv = es = 0; clases H/ f, H/ e y H/ d con modificaciones del grosor de diente, es, de f, e y d, respectivamente, para proporcionar un juego efectivo cada vez mayor cv. Las modificaciones del grosor de diente h, f, e y d son desviaciones fundamentales seleccionadas en ISO R286, "Sistema ISO de límites y ajustes". Se aplican a la ranura externa mediante un cambio de la tolerancia total del grosor del diente por debajo del grosor del diente básico y según la cantidad de la modificación del grosor del diente con el fin de proporcionar un juego efectivo mínimo prescrito cv.
Tolerancias (para la norma ANSI)
Especifica la clase de tolerancia y el tipo de ranura.
Acceso: | . En el Generador de conexiones de ranuras con curva envolvente, haga clic en , que se encuentra junto al campo de edición Longitud. |
Seleccione la clase de las tolerancias.
Esta norma incluye cuatro clases de tolerancia para la anchura de los espacios y el grosor de los dientes. Con ello, se proporciona un rango de tolerancias entre las que se puede seleccionar para satisfacer necesidades de diseño concretas. Las clases son variaciones de la tolerancia única antigua, que es ahora la clase 5, y se basan en las fórmulas mostradas en la nota al pie de la tabla 4. Todas las clases de tolerancia tienen los mismos límites de anchura mínima de espacio efectivo y grosor máximo de diente efectivo, de manera que es posible usar una mezcla de clases entre piezas con coincidencia.
Para las otras clases de tolerancia:
Clase 4 = 0,71 × valor tabulado
Clase 5 = Según lo indicado en la tabla
Clase 6 = 1,40 × valor tabulado
Clase 7 = 2,00 × valor tabulado
Tipos y clases de ajustes de ranuras con curva envolvente
Norma nacional para las ranuras con curva envolvente, el ajuste lateral y el ajuste del diámetro mayor.
Los datos de cotas de las ranuras con ajuste lateral de raíz plano, ajuste del diámetro mayor de raíz plano y ajuste lateral de raíz de empalme se muestran en la tabla de esta norma para ranuras con ángulo de presión de 30 grados, pero en el caso de las ranuras con ángulo de presión de 37,5 y 45 grados sólo se incluyen las del ajuste lateral de raíz de empalme.
Ajuste lateral: en el ajuste lateral, los miembros coincidentes sólo están en contacto con los lados de los dientes; los diámetros mayor y menor son cotas con juego. Los lados del diente actúan como guías y centralizan las ranuras coincidentes.
Ajuste de diámetro mayor: las piezas coincidentes de este ajuste están en contacto en el diámetro mayor para el centrado. Los lados de los dientes actúan como guías. Los diámetros menores son cotas con juego. El ajuste del diámetro mayor proporciona un juego efectivo mínimo que permite el contacto y la posición en el diámetro mayor con una cantidad mínima de efecto de posición o centrado por los lados de los dientes. El ajuste del diámetro mayor sólo tiene una tolerancia de anchura de espacio y grosor de diente que coincide con el ajuste lateral de la clase 5.
Se puede especificar una raíz de empalme para una ranura externa, incluso aunque se haya diseñado para la norma del ajuste lateral de raíz plano o el ajuste de diámetro mayor. Una ranura interna con una raíz de empalme sólo se puede usar para el ajuste lateral.
Tolerancias (para la norma CSN)
Acceso: | . En el Generador de conexiones de ranuras con curva envolvente, haga clic en , que se encuentra junto al campo de edición Longitud. |
Tolerancias (para la norma DIN)
Especifica la clase de tolerancia y la clase de ajuste.
Acceso: | . En el Generador de conexiones de ranuras con curva envolvente, haga clic en , que se encuentra junto al campo de edición Longitud. |
Tolerancias (para la norma ISO)
Especifica la clase de tolerancia y la clase de ajuste.
Acceso: | . En el Generador de conexiones de ranuras con curva envolvente, haga clic en , que se encuentra junto al campo de edición Longitud. |
Seleccione la clase de las tolerancias.
Esta norma incluye cuatro clases de tolerancia para la anchura de los espacios y el grosor de los dientes. Con ello, se proporciona un rango de tolerancias entre las que se puede seleccionar para satisfacer necesidades de diseño concretas. Las clases son variaciones de la tolerancia única antigua, que es ahora la clase 5, y se basan en las fórmulas mostradas en la nota al pie de la tabla 4. Todas las clases de tolerancia tienen los mismos límites de anchura mínima de espacio efectivo y grosor máximo de diente efectivo, de manera que es posible usar una mezcla de clases entre piezas con coincidencia.
Para las otras clases de tolerancia:
Clase 4 = 0,71 × valor tabulado
Clase 5 = Según lo indicado en la tabla
Clase 6 = 1,40 × valor tabulado
Clase 7 = 2,00 × valor tabulado
Especifica la influencia de los parámetros de producción y de funcionamiento en la validez de la conexión.
Acceso: | En el panel Transmisión de potencia de la ficha Diseño, pulse Clave, Ranuras con curva envolvente o Splines paralelas y, en la ficha Cálculo, pulse Condiciones de carga. |
Este coeficiente refleja el efecto del carácter y el tipo de carga en la disminución de la capacidad de carga o el acoplamiento. Se determina en función de los valores empíricos proporcionados en la tabla siguiente:
Impulso | Tipo de carga | |||
Continuo | Impactos leves | Impactos cíclicos | Impactos fuertes | |
Uniforme | 1.0 | 1.2 | 1.5 | 1.8 |
Impactos leves | 1.2 | 1,3 | 1,8 | 2,1 |
Impactos medios | 2.0 | 2.2 | 2.4 | 2.8 |
Este coeficiente refleja el efecto del tipo de funcionamiento y de la vida útil adecuada del acoplamiento (medido en número de ciclos de par de torsión) sobre el aumento de la capacidad de carga del acoplamiento. Se determina en función de los valores empíricos proporcionados en la tabla siguiente:
Nº de ciclos de par de torsión | Factor de vida útil de fatiga, Kf | |
Unidireccional | Totalmente bidireccional | |
10000 | 1.0 | 1.0 |
100000 | 0.5 | 0.4 |
1000000 | 0.4 | 0,3 |
10000000 | 0,3 | 0.2 |
Factor de vida útil de desgaste
Este coeficiente refleja el efecto del desgaste de las superficies de contacto durante la vida útil adecuada del acoplamiento (medida en número de revoluciones) sobre el aumento de la capacidad de carga del acoplamiento. Se determina en función de los valores empíricos proporcionados en la tabla siguiente:
Factor de distribución de la carga
En los acoplamientos con dos chavetas, la carga no se distribuye de manera exactamente uniforme entre las dos chavetas a causa de las imprecisiones de producción y ensamblaje. La superficie real de rodamiento con carga del acoplamiento es más pequeña que la superficie de rodamiento con carga que se calcula de forma teórica. El cociente entre las superficies de rodamiento con carga real y teórica del acoplamiento viene determinado por el factor de distribución de la carga. En lo que respecta a la precisión del rodamiento, el tamaño del factor se encuentra en el rango comprendido entre 0,6 y 0,8.
Sugerencia: Para una precisión común de producción e instalación se ha tenido en cuenta un coeficiente de 0.75.
Factor de contacto de lado de diente
El factor indica que la carga no está repartida de manera uniforme en todos los dientes de la ranura debido a imprecisiones de producción y ensamblaje. En una precisión de montaje común o superior se asume que la mitad de los dientes soportan la carga (Ks = 0.5). En splines con mayor imprecisión de producción, sólo un tercio de los dientes soportan la carga (Ks = 0.3).
Condiciones de carga: método métrico
Especifica la influencia de los parámetros de producción y de funcionamiento en la validez de la conexión.
Acceso: | . En el Generador de conexiones de ranuras con curva envolvente, en la ficha Cálculo, pulse Condiciones de carga. |
Valores recomendados de las presiones admitidas en los lados del diente:
Factor de contacto de lado de diente
El factor indica que la carga no está repartida de manera uniforme en todos los dientes de la ranura debido a imprecisiones de producción y ensamblaje. Con una precisión de montaje normal o superior, se supone que la carga es soportada por la mitad de los dientes (Ks = 0,5), en el caso de ranuras con imprecisiones de producción mayores, la carga es soportada solamente por un tercio de los dientes (Ks = 0,3).