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Para fabricar engranaje (corona)


robertovasconi

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Las reducciones para impulsar los ejes de la montura suelen requerir sistemas sin fin y corona. Quienes se largan a construir una montura, generalmente se encuentran con el inconveniente de no poder encontrar el engranaje o corona adecuada para la reducción buscada.

Por este método, conocido en el ambiente de la mecánica, pude tallar una pieza de bronce y es tan fácil, que posibilita la creación de cualquier rueda para este fin.

Al hacer girar un macho helicoidal, se arrima la pieza en bruto y se va creando el engranaje. Previamente hay que calcular el diámetro adecuado, para que la corona tenga el número de dientes buscado.

En mi caso, usé un tornito, pero se puede lograr con un taladro y una debida fijación de la pieza a tallar.

Para el sin fin, se usa una varilla roscada del mismo paso del macho. Puede ser de bronce, acero inoxidable o acero, según la preferencia.

Si alguien se interesa, puedo dar más información.

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Miguel:

El macho helicoidal es un macho de roscar que tiene las ranuras de descarga espiraladas (foto)

En este caso, es 3/8 UNC (rosca comunmente usada), de la que se consigue sin problemas la varilla roscada correspondiente.

Debe ser helicoidal para que al girar, siempre haya un diente en contacto con la rueda para impulsarla (la rueda está "loca"). Si así no fuera, en el momento en que la rueda pierde contacto, se detendría, y el próximo diente del macho la tomaría desfasada y la cosa sería un desastre.

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Es la primera vez que veo uno de estos machos, tá bien que mi profesión es otra pero me da bronca... :shock: (¿cuál es su ventaja en el uso normal? ¿que el material es descargado como en una mecha y no se atasca fácilmente?, ¿es para roscar con torno?).

Veo que el macho está en el plato del torno aguantado por la contrapunta ¿hay que hacerle algún trabajo al macho en su punta para ello?.

En el portaherramientas va el engranaje a tallar, OK; lo que no pesco bien es porqué (o cómo es que) lo va comiendo...¿cómo se profundizan los dientes, si el macho está funcionando como más tarde lo hará el tornillo? ¿qué se me está escapando?.

¡Que atractivo y sencillo parece el método! ¡Alguna contra debe tener, ja ja!, contá más por favor.

Hay que calcular bien el diámetro del engranaje para que coincida con un número entero de dientes para el paso, supongo, ¿no?

Miguel.

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Hola Roberto. Te agradezco por compartir esta información tan util. Paso a hacerte unas preguntas que pueden ser tontas. Decís que se puede hacer con un taladro, ¿A cuántas revoluciones debería girar el taladro? Te pregunto porque me parece que para trabajar con un macho deberían ser pocas. Supongo yo que el método sólo sirve para coronas sobre tornillos sin fin, digo por la curvatura que debe adquirir el canto de la corona. ¿Sabés como hacer coronas que actuen sobre coronas ¿Me explico?. ¿La pieza de bronce la adquiriste así o también la hiciste en el torno.?

Saludos

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Veré si puedo responder a las preguntas de ambos:

En un taller que disponga de un pequeño torno, o simplemente un taladro de mano de velocidad variable(usar aprox. 120-160 RPM), se puede fabricar engranajes para un sistema sin-fin y corona.

Estoy construyendo una montura para un reflector de 200 mm. Lógicamente tropecé con el problema de los engranajes para el sistema de sin-fin y corona. En mi caso, usaré dos, acoplados, para lograr una reducción de 8.100:1, necesaria para evitar los “saltos” de cada paso del motor, logrando que cada paso avance el tubo 0,4 seg. de arco, que es 0.175 menor que la resolución teórica del espejo.

Pero más allá de esto, que es una cuestión de diseño, quiero proponer una manera de fabricar la corona y el sin-fin sin recurrir a talleres especializados, que son siempre caros y generalmente hacen cantidades mínimas (muchas piezas) para bajar costos.

Sufrí esa dificultad, de manera que decidí intentar la fabricación casera, con resultados muy satisfactorios.

Corona:

Será generada por desbaste con un macho de roscar helicoidal. Se debe tomar el macho en el plato del torno, apoyando la contrapunta para evitar vibraciones. El macho tiene marcada la punta con un centro, lo que permite el alojamiento de la contrapunta. Se trabaja colocando la rueda a tallar en el plano del eje del macho.

Dicha rueda está soportada por un eje sobre el que girará “loca” pero sin juegos. A su vez, ese eje es solidario a una placa de hierro de aprox. 12 mm de espesor, que será tomada en el portaherramientas.

De esta manera, una vez alineada en el plano, puede ser avanzada sobre el macho girando. Éste comenzará a desbastar la rueda a medida que se avanza.

La penetración de la rueda sobre el macho terminará cuando la “punta” del diente haya sido formada.

Como el macho es helicoidal, no pierde nunca el contacto y la va haciendo girar mientras la desbasta.

Se utiliza un macho de roscar helicoidal, que genere una rosca del paso igual o aproximado al que se quiera dar al engranaje. En mi caso, conseguí en una chatarrería industrial un macho 3/8, rosca corriente Whitwort B.S.W, que tiene 16 hilos por pulgada, paso 1.588 mm. Su diámetro es de 9.52 mm.

Lo ideal hubiera sido un paso de 2 mm, que tallaría dientes más robustos, pero el engranaje logrado me parece suficientemente resistente para el fin que será destinado.

El material para la rueda, es preferentemente el bronce o mejor, bronce al aluminio. El bronce al aluminio cuesta 30 pesos el kilo (10 dól.) y se consigue en una fundición.

Se tallará una rueda de un diámetro adecuado para el número de dientes necesarios.

Aquí habrá que hacer unos sencillos cálculos para lograr que el último diente coincida con el primero.

Se tendrá en cuenta: M = Módulo

P = Paso

DE = Diámetro exterior

DP = Diámetro primitivo

M = P / 3.1416 = Dp / N

DE = (N + 2) x M

Dp = N x M

Ejemplo 1: Si queremos tallar una corona de 104 dientes, usando un macho de paso 1.588 mm, habrá que saber qué diámetro exterior habrá de tener la rueda antes de ser tallada.

M = 1.588 / 3.1416 = 0.5054

DE = (104 + 2) x 0.5054 = 53.57 mm, que es el diámetro de la rueda a tallar

Dp = 104 x 0.5054 = 52.56 Este valor indica la circunferencia de efectivo contacto con otro engranaje y es de importancia en mecánica para calcular relaciones, cosa que aquí no es necesaria, pero puede ser indicador para constructores que deseen corroborar su construcción.

Ejemplo 2: Queremos una corona de 516 dientes con un macho de paso 2 mm.

M = 2 / 3.1416 = 0.6366

DE = (516 + 2) x 0.6366 = 329.75 mm (diámetro de la rueda a tallar).

(Ver Máquinas-Cálculos de taller. A. L. Casillas.)

Sin-fin

Se usará una varilla roscada de la misma medida del macho usado para tallar la corona. Puede ser de hierro, bronce o acero inoxidable.

Esta varilla se consigue fácilmente en cualquier bulonería. Deberá ser mecanizada según el diseño preferido, utilizando también un torno.

Espero haber aclarado. Por otras dudas, gustosamente aquí estoy.

Efectivamente es un procedimiento sencillo, sin mayores dificultades, que no dará "golpes bajos".

Fernando: sí, este método es para sin-fin y corona. Para acoplar dos engranajes de dientes rectos o helicoidales, hay que tallar las ruedas con una fresa. Es trabajo para un taller que disponga de fresadora con plato divisor ...y volvemos a caer en el mismo inconveniente...

Hasta la próxima...

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Muchas gracias Roberto, muy buena tu data, aunque yo estoy medio "duro de entendederas", no entiendo cómo el macho va comiendo al disco, (entiendo bien el porqué de usar uno helicoidal), imagino que es haciendo bastante presión y por una especie de "desgaste forzado" por darle un nombre.

A ver si me explico bien: Imaginate un tornillo sin fin haciendo girar esa corona normalmente montada exactamente en ese mismo lugar, se supone que mucho no la debería gastar puesto que esa sería su funcionamiento habitual.

Si ahora reemplazo al tornillo por el macho estaría en la misma (según yo), a menos que el mayor filo del macho produzca ese desgaste "forzado".

Te insisto un poco porque estaba pensando en utilizar algún acerito para otra cosa parecida (un rotor de antena), Si la cosa se basa en presionar bastante con el macho imagino que para el acero tendré que tener mucha paciencia ¿verdad?

¿Qué propiedad tene esa aleación en comparación con el latón o alguna que he usado y más o menos conozco tipo 6061-T6?

¿Son caros esos machos si hay que comprarlos nuevos?. El otro día me asusté con el precio de un morondanguita de acero rápido de 1/8 ¡veinte pesos! (antes eran tan baratos que hasta se podían usar de tornillos, ja ja).

Gracias de nuevo por pasarnos esta info tan piolita.

Miguel

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Buenas a todos!!!

Excelente trabajo Roberto, personalmente doy fe de que es posible construir engranajes incluso con taladro de banco, aunque el torno es una plataforma mucho más recomendable.

Yo lo probé con macho recto y también funciona pero imagino que la calidad es mucho mejor que al usar un macho helicoidal.

Para más información ver estas páginas:

http://www.atmsite.org/contrib/JSAPP/wo ... mgear.html

http://www.dragonworks.info/Metalworkin ... Making.htm

Saludos!!

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Hola Marcelo

Ví los links y aunque no entienda nada de inglés, las fotos son elocuentes.

Veo que usan un macho recto y se me ocurre que esto sería posible si la rueda tuviera un buen espesor. El problema a evitar es que el macho abandone el contacto con la rueda, porque la talla y la impulsa. Si en un momento deja de impulsarla, la rueda se detiene y la próxima hilera de dientes del macho la tomaría desfasada.

Esto se evita con el helicoidal.

Yo no quise ni probar con el macho recto, pero en una de esas...

Otra cosa: ayer terminamos de pintar la cúpula! No se imaginan lo linda que quedó. Carlos y yo chochos como perro con dos colas!...

Un abrazo y saludos a Glenda y los cofrades.

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  • 2 months later...

Hola Robert, siguiendo tus indicaciones he hecho varias coronas en aluminio de 10m/m espesor, con macho de 1/2" 12 hilos, el macho es recto y no he tenido problemas por eso genera los dientes muy bien, el inconveniente que he tenido es en la cantidad de dientes, aplicado la formula que tu publicas me salen mas dientes de lo requerido, me han salido dos dientes mas de modo que a la formula le he sacado el "+2" pero de todas formas es como incerto el numero de dientes a veces con el mismo diametro de la rueda, el mismo macho, la misma velocidad etc... me da uno o dos dientes mas o menos, ¿A que crees que se debe?

gracias por tu valiosa ayuda

David Molina Stgo, Chile.

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Hola David, perdón por la demora, pero he estado sin internet y recién veo tu mensaje.

Según los cálculos que yo hago, que leo en los libros, debes calcular el DE (diámetro externo) de la rueda a tallar. Este diámetro es el que tendrá la rueda tallada, medido en las "crestas " de los dientes.

El diámetro primitivo (DP) resultará inferior, porque es medido aproximadamente a la mitad de altura del diente y equivale a la superficie de un cilindro (sin dentar) que en contacto con otro y puesto a girar, da la relación entre diámetros, con lo que se calcula la relación de transmisión entre ruedas.

Tal vez tengas números de dientes no esperados por el "salto" del macho recto (que en su hendidura abandona la rueda).

Si no es eso, es que deberías revisar los cálculos.

Si tenés acceso al libro "Máquinas - cálculos de taller" de A. L. Casillas, verás en la página 184 una mejor explicación.

Si no lo consiguieras, veré de sacar una foto a esa página y enviarla.

O bien, dame el número de dientes que necesitás y el paso, y yo te lo calculo como para comparar con el que vos lográs.

Si uno quiere hacer mejor el engranaje, hay que agregar al DE un poco más de diámetro, para lograr que los dientes sean más altos en los extremos. De esa manera "envuelven" un poco el sin fin, para un mejor contacto.

Se calcula así: D1= DE+ (0.4775 x paso).

Hay que detener la penetración de la rueda sobre el macho cuando se haya llegado al DE.

Espero no haber enredado las cosas y que tengas éxito. Hoy justamente estoy calculando mis engranajes.¡Qué casualidad!!

Un abrazo y seguimos en contacto.

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Hola Roberto, gracias por tu acertado comentario, tienes razon debe ser por el macho recto, que al abandonar el contacto hace que el el numero de dientes sea incierto, ademas eso explica el hecho que a pesar que ya he hecho unos 15 engranajes de distintos diametros y numero de dientes, nunca me ha salido un diente de leche, ayer estuve haciendo uno de 150 dientes, que necesitaba, el macho que uso es 1/2, 12 hilos, de modo que el paso en m/m. es " 2,1166" usando el diametro por la formula (no recuerdo exactamente cuanto salió) me salieron 152 dientes, luego en un segundo intento multiplicando el paso por 150, y dividiendolo por 3.14 me dio un diametro un poco menor, 101,11, y me saleron 151 dientes, y ahí abandone el intento hasta otra oportunidad, yo los estoy haciendo en aluminio de 10 m/m de espesor, en un torno a 80 rpm.

El problema que aca es Santiago solo he encontrado en una parte machos helicoidales, y demasiado caros.

Saludos y gracias por compartir tus conocimientos

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Estimado David:

He comprobado que el método que últimamente utilizaste para calcular el diámetro externo de la rueda a tallar (paso x número de dientes / 3.1416 ) es más exacta que la que inicialmente propuse.

Al menos, cuando se usa este método medio raro para generar coronas para un sistema sin-fin.

Con la rueda que calculé días pasados para mi montura, también tuve un diente de más!!! REDIÉZ!!!...

Antes, yo usaba ese mismo cálculo y me daba perfecto. Un amigo matricero me insistió en que debía proponer el método del módulo, que es el aceptado por la técnica fina. Y yo le hice caso, respetando su experiencia y desechando la mía (soy médico aficionado al taller).

Resultado: me equivoqué yo y equivoqué a mis amigos del foro!...

Humildemente pido PERDÓN por este desliz.

Ahora bien, el cálculo de tu corona de 150 dientes me da un resultado diferente, que explica la diferencia (en un diente) que obtenés:

paso: 2.117

nº de dientes: 150

diámetro: 101.07 (vos calculaste 101.11)

Por favor, reportame tus resultados. Estoy muy interesado en intercambiar experiencias. Y QUIERO LOGRAR CORONAS CON EL Nº EXACTO!!!...

Un abrazo.

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  • 1 year later...

Hola Esteban:

Nunca he fabricado engranajes para cadena, que es lo que creo estás buscando.

No obstante, con una fresadora lo podrías lograr.

Deberás hacer simples cálculos y algunas pruebas, pero que se logra, se logra.

Tal vez tengas un conocido que disponga de esta máquina.

Suerte.

R..

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  • 11 months later...

Hola Roberto, Me gustaria saber si la corona gira loca cuando roscas en torno o si lleva algún apriete especial. pienso que el mismo paso del macho la hará girar, espero respuestaa y gracias.

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Hola aljan:

Sí, la rueda a tallar gira loca.

El eje sobre el que gira debe calzar con juego suficiente para permitir el movimiento. En mi caso, la aprisiono entre dos rodamientos axiales (son como una crapodina) para evitar juegos espúreos.

Cuando comienza a desbastar, el mismo macho la hace girar.

Para calcular el diámetro de la rueda a tallar calculá: (nº de dientes x paso) /3,1416 = diámetro

Suerte.

Roberto

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Buen dia señor Roberto, interesante informacion la que expone, estoy calculando una corona con sinfin, valiendo del manual CASILLAS pero al llegar al sinfin me dan un angulo alpha, que es la inclinacion de la helice, relacionando asi la formula Tg(alpha)=M/dp, no tengo el dp, que valor puedo darle al angulo alpha o al dp del sinfin.

pongo mis datos:

M=3.5

N=18 (corona)

Agradeceria me respondiera, muchas gracias.

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Hola Knoks:

Para calcular la rueda a tallar por el método de desbaste con un macho helicoidal, hay que seguir los pasos de la indicación en mi post anterior.

Si calculás con el Casillas te va a salir un diente de más o de menos.

El sinfin a usar debe ser una rosca idéntica al macho creador.

Suerte.

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  • 3 weeks later...

Hola a todos, lo primero es felicitar a Roberto por su ingenio con el torno, soy matricero y es muy interesante lo que hiciste.

Con respecto a los calculos, estan teniendo problemas porque las formulas que usan son para coronas y sin fin, estan son roscas especiales las cuales se calculan con modulo si son metricas o diametral pich si son en pulgadas, las roscas comunes que estan usanso son mas simples, sus perfiles son mas rectos, en el casillas van a poder ver mejor esto con los dibujos, por esto el calculo del paso por el numero de dientes sobre pi les resulta mas exacto, en cuanto a la profundidad que deben tallar la corona no es a ojo tiene un valor determinado, si no lo respetan van a tener problemas con la cantidad de dientes, y muy probable que tenga juego el tornillo, el casillas es la mejor fuente para consultar todo esto.

Suerte con las construcciones, buenos cielos.

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  • 1 year later...

Yo había visto este método, no re cuerdo donde.¿Vos no lo habías posteado antes? De lo contrario lo habre visto en you-tube. El tema es que no se donde conseguir un macho helicoidal.Igual siempre tengo la esperanza de conseguir una corona y sinfin ya hecha en algún desarme.

El fin de semana pasado finalice la restauración de un goniometro de mira(puntería) militar Carl Zeiss. Consta de una doble corona y dos tornillos sinfin.Un aparatito bastante complicado, sobre todo para desarmar.

Me llamo mucho la atención, que la corona y los sinfines eran de hierro.Antes de desarmarlo daba por descontado que era de bronce, ya el cuerpo del mismo es de bronce.

¿Cuanto cuesta un macho helicoidal de esa medida?

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  • 6 months later...

Buenas tardes, ee muy interesante el método para crear los dientes a una corona a partir de un macho "helicoidal", veo que hay quienes han probado con un macho recto y obtuvieron iguales resultados, la razón a mi humilde entender es que el macho supuesta mente "helicoidal" en realidad es un macho recto que tiene practicada una talladura helicoidal para mejor descarga del material comido, observen bien la foto del macho "helicoidal" y verán que es recto.

Saludos a todos Daniel.

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Buenas tardes, ee muy interesante el método para crear los dientes a una corona a partir de un macho "helicoidal", veo que hay quienes han probado con un macho recto y obtuvieron iguales resultados, la razón a mi humilde entender es que el macho supuesta mente "helicoidal" en realidad es un macho recto que tiene practicada una talladura helicoidal para mejor descarga del material comido, observen bien la foto del macho "helicoidal" y verán que es recto.

Saludos a todos Daniel.

Tocayo:

en el post, que ya tiene un añejamiento importante, porque es del 2007, lo que entiendo yo que se quiere decir con "recto" o con "helicoidal" es que las canaletas de descarga son rectas o helicoidales. el macho presenta una rosca en la parte activa, sino no generaría roscado alguno.

Yo no lo veo recto en absoluto, decinos ¿en que parte del macho hay una zona recta? es una varilla roscada en la que se tallaron esos canales helicoidales, no rectos. :idea:

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  • 1 month later...
franco giannasi

hola!!! esta muy buena la info. creo saber porque hace dos dientes mas... el problema es que cuando el macho empieza a girar el la primera pasada de pocos milimeros de profundidad el macho esta actuando sobre un diametro mayor que el teorico calculado interior. me cuesta explicarlo pero imaginen el macho rayando sobre un cilindro del tamaño del diametro inferior y en otro cilindro del tamaño del diametro exterior. en el segundo caso tendria mas dientes que en el primero, que es lo que esta pasando. a medida que penetra el macho va corrigiendo el error y no se nota. calculo que a mayor diametro del engranaje a realizar menor es el error.

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Guest
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