Las uniones con estrías frontales consisten en un anillo de estrías radiales o dientes fresados o rectificados en las caras de los extremos de dos componentes rotativos, como un eje de transmisión y el cubo de una rueda. El ángulo entre los flancos de cada estría suele ser de 60° o 90°. Los dos componentes con estrías coincidentes se mantienen unidos mediante un perno que pasa por el medio.
Las juntas estriadas frontales se utilizan para acoplar axialmente dos componentes rotativos. El acoplamiento es compacto, autocentrante, no tiene holgura y tiene una gran capacidad de par. Fue desarrollado por Albert Hirth, un fabricante de motores e inventor prolífico en Alemania, por lo que a menudo también se lo denomina junta Hirth o acoplamiento Hirth ( Hirth-(Stirn)verzahnung ), particularmente en la literatura alemana.
Los dientes se engranan alrededor de un anillo, ya que la capacidad de torsión de los dientes aumenta con su diámetro. Este anillo está dispuesto de manera que tenga el diámetro máximo posible para el espacio disponible. El centro de un eje no está dentado, ya que esto agregaría poca capacidad de torsión al acoplamiento y los dientes cada vez más estrechos se volverían poco prácticos de cortar.
Por ejemplo, un eje de 60 mm de diámetro se puede dentar en un anillo de solo 12 mm de ancho (el diámetro interior es de 36 mm) sin poner en peligro la capacidad de carga del eje. [ cita requerida ]
Se utilizan dentados cónicos y simétricos. Se utilizan ángulos de perfil de 60 y 90 grados. Una característica clave de la junta Hirth es que, a diferencia de las estrías simples , las caras de soporte de carga de la junta son cónicas. Esto permite apretar la junta de modo que no haya juego con solo aplicar una carga axial. Esto se hace atornillando los ejes juntos o aplicando presión de resorte desde una carcasa externa. Esta falta de juego también reduce el desgaste por fricción .
El acoplamiento se define por el número de ranuras, el diámetro exterior de la característica cilíndrica, el ángulo inferior de las ranuras (con respecto al eje de la característica cilíndrica) y su profundidad. Las juntas Hirth están diseñadas como pares acoplados y, a diferencia de las estrías, no existe un sistema de dimensionamiento estándar para ellas.
Las juntas de Hirth se utilizaron por primera vez en cigüeñales de motores de aviación . Una gran cantidad de cilindros y, a menudo, la necesidad de engranajes reductores y transmisiones de sobrealimentadores hicieron que fuera poco práctico fabricar un cigüeñal de una sola pieza, por lo que se utilizaron juntas de Hirth para acoplar las secciones. Se han utilizado en cigüeñales complejos durante muchos años después, particularmente donde la potencia de salida se tomaba de un engranaje de transmisión central. Como un engranaje grande no se podía formar en el lugar ni pasar sobre las nervaduras del cigüeñal, se podía mecanizar por separado y colocar entre dos semicigüeñales con juntas de Hirth. [1] También se utilizan en ejes de turbinas de gas , en accesorios para mesas de operaciones quirúrgicas, en máquinas agrícolas para fijar herramientas, etc., y en piezas y cuadros de bicicletas, como el juego de bielas de bicicleta "Ultra-Torque" de Campagnolo , [2] y en acoplamientos de par de bicicleta .
Los juegos de bielas para bicicletas de montaña de competición de nivel superior "S-Works" de Specialized utilizan una junta Hirth con una varilla roscada con cabeza hexagonal central para asegurar las mitades de la biela entre sí. [3]
El diseño y la tecnología de la manivela fueron licenciados por Lightning Cycle Dynamics, que utilizó y patentó una manivela de bicicleta de dos piezas utilizando el acoplamiento Hirth en 1995. [ cita requerida ]
Los acoplamientos Hirth de gran diámetro permiten lograr un posicionamiento rotacional extremadamente preciso y repetible. Por este motivo, se utilizan en cabezales de indexación y mesas giratorias para tareas de mecanizado e inspección de precisión. Los productos comerciales como el Ultradex [4] logran una precisión de menos de un segundo de arco.
Las articulaciones tipo Hirth se encuentran a menudo en los equipos de soporte de cámaras, donde se denominan rosetas. [5]
Los acoplamientos Curvic son similares en concepto y apariencia a los acoplamientos Hirth, excepto que sus dientes son curvos en lugar de rectos. Al igual que los acoplamientos Hirth, bloquean los componentes entre sí de manera desbloqueable/extraíble y brindan indexabilidad .
