Engranajes y piezas mecánicas ·
Cómo calcular el módulo de un engranaje y crear un modelo 3D a medida
Mide un engranaje existente, calcula su módulo y configura online una pieza de repuesto. Incluye fórmulas, un ejemplo práctico y errores que debes evitar.
Un pequeño engranaje desgastado o roto puede dejar fuera de servicio una máquina que todavía funciona correctamente. Cuando el repuesto original ya no está disponible, un generador de engranajes paramétricos permite crear una geometría adaptada a partir de unas pocas medidas importantes.
La colección de BuildYour3D incluye actualmente 15 modelos configurables: engranajes rectos evolventes, engranajes compuestos, coronas interiores, cremalleras, piñones de cadena y engranajes helicoidales. En esta guía aprenderás a elegir el modelo adecuado y a calcular el módulo de un engranaje recto estándar.
¿Qué es el módulo de un engranaje?
El módulo define el tamaño de los dientes de un engranaje métrico y se expresa en milímetros. Dos engranajes que deban trabajar juntos normalmente necesitan el mismo módulo y el mismo ángulo de presión.
Cuando se conoce el diámetro primitivo, la fórmula es:
m = d / z
- m = módulo en milímetros
- d = diámetro primitivo en milímetros
- z = número de dientes
El diámetro primitivo es un círculo teórico de funcionamiento y suele ser difícil medirlo directamente en un engranaje existente. En la práctica resulta más sencillo medir el diámetro exterior.
Cómo calcular el módulo con el diámetro exterior
Para un engranaje recto exterior estándar sin corrección de perfil puede utilizarse esta fórmula práctica:
m ≈ da / (z + 2)
- da = diámetro exterior medido sobre las puntas de los dientes
- z = número de dientes
Ejemplo de cálculo
Un engranaje tiene 20 dientes y un diámetro exterior de 44 mm:
m ≈ 44 / (20 + 2) = 2 mm
Por tanto, el módulo probable es 2. Como se suelen utilizar módulos normalizados, un resultado medido de 1,97 mm también puede corresponder a un módulo nominal de 2 mm. Repite la medición con un calibre y comprueba, si es posible, el engranaje que trabaja con la pieza.
Cómo calcular la distancia entre centros
Para dos engranajes rectos exteriores estándar con el mismo módulo, la distancia teórica entre centros es:
a = m × (z1 + z2) / 2
Dos engranajes de módulo 2 con 20 y 30 dientes necesitan teóricamente:
a = 2 × (20 + 30) / 2 = 50 mm
En una transmisión impresa en 3D suele ser necesario dejar un pequeño juego de funcionamiento. Los flancos de los dientes no deben quedar presionados entre sí.
Cuándo no sirve la fórmula del diámetro exterior
La fórmula anterior es útil, pero no es universal. Puede producir resultados incorrectos al medir:
- una corona con dentado interior
- un engranaje helicoidal o doble helicoidal
- un engranaje muy desgastado o dañado
- un engranaje con corrección de perfil
- una geometría de dientes no estándar
- un piñón para cadena de rodillos
Un piñón de cadena se define mediante el paso de la cadena, el diámetro de los rodillos y el número de dientes, no mediante el módulo de una dentadura evolvente. En piezas complejas conviene medir varias características y revisar también el componente acoplado.
¿Qué generador de engranajes necesitas?
- Engranaje recto evolvente: la opción habitual para ejes paralelos y transmisiones sencillas.
- Engranaje compuesto: combina dos etapas de transmisión en una sola pieza.
- Engranaje de motor con eje D: pensado para pequeños motores con un eje plano.
- Corona dentada interior: útil en transmisiones compactas y reductores planetarios.
- Cremallera: convierte el giro en un movimiento lineal.
- Piñón de cadena: se configura mediante el paso y las dimensiones del rodillo.
- Engranaje helicoidal: ofrece un contacto progresivo cuando la pareja completa está correctamente diseñada.
Según el configurador elegido, puedes modificar el módulo, el número de dientes, la anchura, el diámetro del agujero, el buje, el alojamiento para eje D o la geometría helicoidal.
Cómo medir un engranaje de repuesto
- Cuenta los dientes: marca el primero para no contarlo dos veces.
- Mide el diámetro exterior: coloca el calibre sobre puntas de dientes que no estén dañadas.
- Calcula el módulo probable: utiliza m ≈ da / (z + 2) solamente para un engranaje recto exterior estándar.
- Mide la anchura dentada: no la confundas con la anchura total del buje.
- Comprueba la unión con el eje: mide el agujero, la cara plana, el chavetero, el buje y el sistema de fijación.
- Revisa el engranaje acoplado: confirma el módulo, la forma de los dientes y la distancia entre centros.
Ten en cuenta las tolerancias de impresión 3D
Un eje y un agujero con exactamente el mismo diámetro nominal pueden producir un ajuste demasiado apretado. La holgura necesaria depende de la impresora, el material, la altura de capa, la orientación y el tipo de montaje. Si el ajuste es importante, imprime primero una pequeña probeta.
La orientación de impresión también influye en la calidad de los dientes y en la resistencia entre capas. Los engranajes impresos pueden funcionar bien en prototipos, mecanismos para aficionados y muchas reparaciones no relacionadas con la seguridad. No deben considerarse automáticamente adecuados para controles de vehículos, equipos de elevación, sistemas de protección ni aplicaciones cuyo fallo pueda causar lesiones o daños importantes.
Crea tu engranaje personalizado online
Selecciona el tipo de engranaje, introduce las dimensiones y comprueba la vista previa directamente en el navegador. La colección ofrece modelos para engranajes simples y compuestos, ejes específicos, cremalleras, piñones de cadena, coronas interiores y engranajes helicoidales.
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