Generador de engranajes: pares rectos y helicoidales para impresión 3D y corte láser

En el generador de la parte superior de esta página elige para cada rueda el módulo (el tamaño de los dientes) y el número de dientes, ajusta el ancho de cara y el agujero y mira las comprobaciones bajo la vista previa. Después descarga los archivos STL, o los dos en un ZIP, y lamínalos como cualquier otra pieza. Las ruedas se construyen tumbadas sobre Z = 0, así que se imprimen planas sobre la cama con el eje vertical. Mantén el juego dentro del rango FDM de 0,15 a 0,25 mm (regla dfam.feature.pip_mesh_backlash_mm) para que los dientes impresos no se fundan, e imprime un par de prueba antes de una impresión larga. El par por defecto (módulo 2, 20 y 40 dientes) salió con 2720 y 5280 triángulos y 132,9 KB y 257,9 KB de STL.

El módulo m es el diámetro primitivo dividido por el número de dientes, en milímetros: m = d / z. Fija el tamaño del diente, y dos ruedas solo engranan si tienen el mismo módulo (y el mismo ángulo de presión). Los valores preferentes de la serie ISO 54 son 0,5, 0,8, 1, 1,25, 1,5, 2, 2,5, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 16, 20 mm (regla mech.gear.module_standard_series). Los engranajes en pulgadas usan en su lugar el paso diametral, P = 25,4 / m, así que el módulo 2 equivale a unos 12,7 dientes por pulgada.

Con el ángulo de presión normalizado de 20 grados, una rueda necesita al menos 17 dientes para evitar el socavado (regla mech.gear.min_teeth_20deg), que es 2 / sin² del ángulo redondeado a un diente entero (17,1). Hasta 14 dientes el socavado es ligero (regla mechanical.spur_gear.gear_min_tooth_count_with_slight_undercut). Por debajo, el pie del diente queda recortado en una rueda real y el diente se debilita. El generador avisa cuando una rueda está por debajo del límite y cuando la cabeza de una rueda se clavaría en el pie de la otra. No ofrece desplazamiento de perfil, el remedio habitual para un piñón pequeño, así que usa más dientes.

Para dos ruedas rectas con el mismo módulo, a = m x (z1 + z2) / 2. El par por defecto, módulo 2 con 20 y 40 dientes, está a 2 x 60 / 2 = 60 mm. Para ruedas helicoidales con módulo normal m y ángulo de hélice beta, a = m x (z1 + z2) / (2 x cos beta). La relación es el número de dientes de la rueda conducida entre el de la motriz, i = z2 / z1, con la rueda 1 como motriz: 40 y 20 dientes dan 2 : 1, así que la salida gira a la mitad de velocidad y con el doble de par, menos el rozamiento. Una etapa debería quedar entre 1 y 10 (regla mech.gear.ratio_per_stage); para más, encadena dos etapas. La página muestra los valores exactos y la vista 3D coloca las ruedas a esa distancia. El juego se logra adelgazando los dientes, no separando las ruedas, así que monta los ejes exactamente a esta distancia. Para trenes de engranajes y reductores planetarios usa el Gear Designer.

Para un par impreso en FDM el núcleo de reglas da de 0,15 a 0,25 mm (regla dfam.feature.pip_mesh_backlash_mm), y de 0,04 a 0,25 mm (regla mech.gear.backlash_range, indicada para módulos de 1 a 5) para engranajes en general. El valor por defecto aquí es 0,2 mm. La página mide el juego sobre la circunferencia primitiva y quita la mitad del espesor del diente de cada rueda. Las impresoras difieren: imprime un par de prueba y cambia el valor si el par se atasca o traquetea. El núcleo de reglas no tiene un valor de juego para impresoras de resina o de polvo, por eso no se da ninguno.

Sí. Los dos archivos contienen el perfil 2D de las ruedas en milímetros, con 1 unidad = 1 mm. Las dos ruedas están una junto a otra con 5 mm de separación para poder cortarlas por separado, el DXF tiene una capa por rueda y el agujero con su chavetero es un hueco en el perfil. El contorno es el nominal: un láser quita una franja de material, así que mide la anchura de corte en tu máquina y tenla en cuenta en el juego. Los archivos contienen el perfil en el plano de giro, por lo que en una rueda helicoidal no son un patrón de corte plano. El agujero se dibuja como un polígono de 40 lados, igual que en el STL.

Sí. Tienes tres descargas gratuitas al día para esta herramienta, contadas en nuestro servidor, sin cuenta y sin marca de agua en los archivos. Una descarga es un par: los STL, el ZIP, el SVG y el DXF del mismo par cuentan como una, y un ajuste nuevo es una descarga nueva. Pro (15 EUR al mes) quita el límite.

No. Las ruedas se construyen en la pestaña de tu navegador con código que se ejecuta en tu propio equipo, usando un motor geométrico compilado a WebAssembly. La página carga sus scripts y ese motor desde edufacturing.com al abrirla. Lo único que envía es una pequeña petición para la cuenta de descargas gratuitas (el nombre de la herramienta, un identificador aleatorio del navegador y el idioma). Ningún diseño, ningún ajuste y ningún archivo salen de tu equipo.

Puedes convertir el STL con el conversor de STL a STEP, que funciona en tu navegador. El STEP que crea a partir de triángulos es facetado: la forma se conserva, pero cada flanco de diente sigue siendo una malla de pequeñas caras planas. El conversor no reconoce la evolvente, así que no esperes un perfil de diente editable en tu programa de CAD. Para una pieza que vayas a editar en CAD, construye el engranaje en una herramienta de CAD paramétrico que dibuje la evolvente, y usa el STL de aquí para imprimir y el DXF para el perfil.

Los engranajes rectos tienen dientes rectos paralelos al eje. Los helicoidales tienen los dientes retorcidos a lo ancho, así que entran en contacto de forma gradual, lo que es más silencioso y añade un salto a la relación de contacto, pero empuja el eje hacia un lado. El núcleo de reglas da un ángulo de hélice de 15 a 45 grados (regla mech.gear.helical_helix_angle). Las dos ruedas de un par helicoidal necesitan hélices de sentido contrario: el generador hace la rueda 1 a derechas y la rueda 2 a izquierdas, y los nombres de archivo lo indican. El módulo que introduces para una rueda helicoidal es el módulo normal.