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Spline (mecánico)

Una estría es una cresta o diente [1] [2] [3] en un eje de transmisión que coincide con una ranura en una pieza coincidente y le transfiere torque , manteniendo la correspondencia angular entre ellos.

Por ejemplo, un engranaje montado en un eje podría usar una ranura macho en el eje que coincida con la ranura hembra del engranaje. Las imágenes adyacentes en la sección siguiente muestran un eje de entrada de transmisión con estrías macho y un plato de embrague con estrías hembra acopladas en el cubo central, donde la punta lisa del eje estaría soportada en un cojinete piloto en el volante (no se muestra en la imagen). Una alternativa a las estrías es un chavetero y una chaveta , aunque las estrías proporcionan una vida útil más larga y pueden soportar pares de torsión significativamente mayores para el tamaño. [2]

Tipos

Hay varios tipos de splines: [2]

Spline de clave paralela
donde los lados de las ranuras equiespaciadas son paralelos en ambas direcciones, radial y axial.
spline involuta
donde los lados de las ranuras equiespaciadas son involutas , como ocurre con un engranaje involuto , pero no tan altas. Las curvas aumentan la resistencia al disminuir las concentraciones de tensión .
splines coronados
donde los lados de las ranuras equiespaciadas suelen ser involutas, pero los dientes macho se modifican para permitir la desalineación.
Serraciones
donde los lados de las ranuras equiespaciadas forman una "V". Se utilizan en ejes de pequeño diámetro.
estrías helicoidales
donde las ranuras equiespaciadas forman una hélice alrededor del eje. Los lados pueden ser paralelos o involutos. Esto puede minimizar las concentraciones de tensión para una unión estacionaria bajo carga elevada o permitir un movimiento giratorio y lineal entre las piezas.
Estrías de bolas
donde las ranuras de las partes interior y exterior están formadas como pistas lineales llenas de rodamientos de bolas para permitir un movimiento lineal libre incluso con un par elevado. Para permitir un recorrido más largo, la ranura exterior puede incorporar canales para recircular las bolas, de esta manera el torque se puede transferir desde un eje largo mientras se desplaza hacia arriba o hacia abajo a lo largo.

Usos

Los ejes de transmisión de vehículos y tomas de fuerza utilizan estrías para transmitir par y rotación y permitir cambios de longitud. Las estrías son omnipresentes en el sector aeroespacial, debido a su mayor confiabilidad y vida útil frente a la fatiga en comparación con los ejes con chaveta.

Las estrías se utilizan en varios lugares de las bicicletas . Las interfaces del brazo de manivela al eje BB que están estriadas incluyen ISIS Drive , Truvativ GXP y Howitzer , Octalink de Shimano y muchos otros, la mayoría de los cuales son propietarios. Algunos platos y bielas cuentan con arañas modulares, donde el par se transmite a través de estrías. Los casetes se acoplan al buje libre a través de una ranura que tiene una ranura más ancha que las demás para imponer una orientación fija. Las interfaces de montaje de frenos de disco estriadas incluyen Centerlock, de Shimano.

Los motores de avión pueden tener una estría sobre la que se monta la hélice . Puede haber una ranura maestra que sea más ancha que las demás, de modo que la hélice pueda girar en una sola orientación, para mantener el equilibrio dinámico . Esta disposición se encuentra comúnmente en motores más grandes, mientras que los motores más pequeños suelen utilizar un patrón de sujetadores roscados.

Fabricación

Hay dos tipos complementarios de spline, internos y externos. Las estrías externas pueden ser brochadas , conformadas (por ejemplo, en una máquina formadora de engranajes ), fresadas , talladas , laminadas , rectificadas o extruidas . Hay menos métodos disponibles para fabricar ranuras internas debido a restricciones de accesibilidad. Los métodos incluyen los enumerados anteriormente con la excepción del tallado (sin acceso). A menudo, con estrías internas, la parte estriada de la pieza puede no tener un orificio pasante, lo que impide el uso de una brocha de tirar/empujar o de un método de tipo extrusión. Además, si la pieza es pequeña, puede resultar difícil colocar una herramienta de fresado o rectificado en el área donde se mecanizan las estrías.

Para evitar concentraciones de tensión, los extremos de las estrías están achaflanados (a diferencia de un extremo vertical abrupto). Estas concentraciones de tensiones son la causa principal de fallos en ranuras mal diseñadas. [ cita necesaria ]

Ver también

Referencias

  1. ^ "Teoría". Spline del oeste de Michigan, Inc. Consultado el 6 de julio de 2010 .
  2. ^ abc Dan Seger (enero de 2005). "Splines interiores". Revista Gear Solutions . Consultado el 6 de julio de 2010 . El eje estriado externamente se acopla con una estría interna que tiene ranuras o espacios formados en el reverso de los dientes del eje.
  3. ^ Diccionario de ingles Oxford (Segunda ed.). Prensa de la Universidad de Oxford. 1989. 1966 GW MICHALEC Engranajes de precisión vii. 324 Generalmente, los dientes internos y externos involutos están acoplados, pero las estrías no involutas también son adecuadas. 1979 Manual de sujetadores industriales. I. 318 Hay dos formas básicas de estrías: estrías de lados rectos que pueden tener 4, 6, 10 o hasta 16 estrías distribuidas equitativamente alrededor de la circunferencia de un eje, y estrías dentadas que tienen la forma de dientes triangulares adyacentes. .

Otras lecturas