La evolvente de círculo es la base geométrica de casi todos los engranajes modernos. Este artículo explica por qué este perfil se convirtió en el estándar mundial, qué parámetros son realmente importantes y cómo GearProfile.app genera archivos SVG y DXF listos para fabricación.
Imagina un hilo tenso enrollado alrededor de un cilindro: al desenrollarlo manteniendo la tensión, el extremo del hilo traza una curva llamada evolvente de círculo. Sobre esta curva geométrica se basa el perfil de diente de casi todos los engranajes cilíndricos modernos.
La ventaja decisiva de la evolvente sobre perfiles más antiguos como la cicloide reside en su tolerancia a los errores de distancia entre centros: dos ruedas evolventes transmiten una relación de transmisión constante incluso si la distancia entre ejes se desvía ligeramente del valor nominal. Esto simplifica enormemente la fabricación y el montaje. Además, una sola fresa puede tallar todas las ruedas del mismo módulo, independientemente del número de dientes.
Las normas ISO 53 e ISO 54 han consagrado el perfil evolvente como referencia universal para engranajes de dientes rectos y helicoidales en todo el mundo.
Un engranaje evolvente queda completamente definido por unos pocos parámetros clave:
| Parámetro | Símbolo | Definición |
|---|---|---|
| Módulo | m | Unidad básica del tamaño del diente; diámetro primitivo d = m × z |
| Número de dientes | z | Determina la relación de transmisión y la geometría del perfil |
| Ángulo de presión | α | Inclinación del flanco; valor normalizado 20° |
| Coeficiente de cabeza | h*a | Valor normalizado 1,0; altura de cabeza = h*a × m |
| Juego de pie | c* | Coeficiente de juego de fondo, valor normalizado 0,25 |
| Corrección de perfil | x | Desplazamiento radial de la herramienta; modifica la forma sin cambiar el módulo |
La fórmula fundamental: d = m × z. El diámetro del círculo primitivo es el producto del módulo por el número de dientes. Un engranaje de módulo 2 con 20 dientes tiene d = 40 mm.
El círculo de cabeza define el diámetro exterior: d_a = (z + 2·h*a) × m. El círculo de pie es menor: d_f = (z − 2·h*a − 2·c*) × m. Entre el círculo de pie y el círculo base se sitúa la zona de empalme, crítica para las concentraciones de tensión a flexión.
Cuando el número de dientes es demasiado pequeño, aparece un problema geométrico: la herramienta de tallado elimina material en la zona del pie del diente, debilitándolo considerablemente. Este fenómeno se denomina socavado o interferencia.
La solución es la corrección de perfil: la herramienta se desplaza radialmente hacia afuera (corrección positiva, x > 0). La evolvente se mueve a una zona más favorable, se evita el socavado y el pie del diente se engrosa. Una corrección de perfil no modifica el módulo ni el paso: dos ruedas con suma de correcciones x₁ + x₂ = 0 son intercambiables sin modificar la distancia entre centros.
La aplicación web genera el perfil directamente en el navegador, sin instalación:
GearProfile.app ofrece dos modos de exportación con características fundamentalmente distintas:
| Formato | Uso | Característica |
|---|---|---|
| SVG bruto | Impresión directa, corte láser, web | Polilíneas de alta densidad; universal y rápido |
| SVG Alta Calidad | Illustrator, Inkscape, importación CAD | Curvas NURBS (splines); archivo ligero y curvas suaves |
| DXF bruto | Software CAM, controladores CNC antiguos | Segmentos de polilínea; compatibilidad máxima |
| DXF Alta Calidad | Fusion 360, SolidWorks, FreeCAD | Entidades SPLINE; calidad de curva perfecta para CAD |
Para el fresado CNC en máquinas profesionales, el DXF Alta Calidad es la mejor opción: las splines son interpretadas nativamente por Fusion 360 o HSMWorks y generan trayectorias de mecanizado fluidas. Para cortadoras láser de consumo o controladores CNC antiguos, el export bruto es suficiente.
Los módulos de 1,5 a 3 funcionan bien en impresión FDM. La altura de capa debe ser menor que 0,3 × módulo. El perfil SVG se importa en Fusion 360 o FreeCAD como boceto y se extruye directamente. Prever una holgura positiva ligera (0,1–0,2 mm en el radio) para piezas en movimiento.
Los engranajes cortados en acrílico, madera contrachapada o chapa fina son ideales para prototipos. Los módulos ≥ 2 son adecuados para materiales de 3 mm de grosor. El archivo SVG se importa directamente en LightBurn o LaserGRBL.
Para piñones de aluminio o acero, se recomienda el DXF Alta Calidad. El diámetro de la fresa debe ser menor que el radio de empalme en el pie: aproximadamente 0,5 mm para módulo 2 y 20° de presión. En Fusion 360, importar el DXF como boceto y programar en contorneado 2,5D.
Ambas variantes DXF se importan en todos los principales paquetes CAD: SolidWorks, CATIA, Siemens NX, FreeCAD y Autodesk Inventor. El perfil sirve como base para crear sólidos 3D, ensamblajes y planos de fabricación.
Introduce tus parámetros, visualiza el perfil y exporta en SVG o DXF — directamente en el navegador, sin instalación.
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