Engranajes que engranan: módulo, dientes y juego

Las cuatro formas de engranaje y los tres números que deciden si un par impreso gira de verdad.

Cuatro formas del grupo Mecanismo son engranajes de perfil envolvente —Engranaje, Corona, Cremallera y Sinfín— y son las piezas que colocas cuando quieres *un* engranaje. No son lo mismo que los generadores de engranajes, que montan un mecanismo entero y lo espacian por ti.

Dos números son el engranaje entero. El Módulo es el tamaño de un diente y Dientes cuántos hay, así que el diámetro primitivo —la circunferencia imaginaria sobre la que dos engranajes ruedan de verdad— es simplemente la multiplicación de ambos. Lo demás es acabado. Por eso tampoco puedes hacer un engranaje «un poco más grande»: escalarlo cambia el módulo, y un engranaje con otro módulo no engrana con nada.

Engranar es módulo más ángulo de presión, y nada más. Dos engranajes funcionan juntos cuando ambos coinciden; el número de dientes es libre y su proporción es la reducción. Acierta el módulo y un piñón de 12 dientes mueve una rueda de 60 a 5:1 sin pensarlo más. Fállalo por 0,1 y no habrá manera de salvarlo moviendo las piezas. La distancia entre centros sale de esos mismos números —módulo × (z₁ + z₂) ÷ 2—, y por eso un par colocado a ojo se atasca o patina aunque los dos engranajes sean perfectos.

El juego entre dientes viene a cero, y el cero es para las matemáticas. Adelgaza un poco cada diente para que los flancos no se toquen por ambos lados a la vez. Un par modelado a la medida exacta se solapa con el diente que lo acompaña una cantidad medible a la distancia normalizada entre centros, e impreso así se queda bloqueado, antes incluso de que la impresora añada su propia tolerancia. Unos 0,15 mm es un punto de partida sensato, y es lo primero que hay que subir cuando un par impreso gira duro. Imprime una vez el cupón de ajuste si prefieres conocer el número de tu impresora en vez de adivinarlo.

Muy pocos dientes no funcionan, por dos motivos distintos. El campo acepta 4, y no hay que leerlo como una invitación. Un piñón de 4 o 6 dientes interfiere físicamente con un engranaje mayor a la distancia normalizada entre centros —los engranajes reales lo resuelven con corrección de perfil, cosa que estas formas no hacen— y con el módulo y el taladro por defecto un engranaje de 4 dientes sale como cuatro dientes sueltos sin nada que los una, porque el agujero del eje se ha comido el centro. Por debajo de unos 8 dientes, reduce el taladro y cuenta con revisar el resultado.

Los módulos muy pequeños desaparecen. Por debajo de aproximadamente módulo 0,3 el sólido deja de resolverse y se evalúa como nada: un nodo vacío que sigue en el árbol. Si un engranaje desaparece al afinarlo, es eso; vuelve a un módulo más grueso. La lectura de Punta de diente es el aviso temprano, porque un diente demasiado fino para imprimirse suele serlo también para construirse.

Recurre a un generador cuando quieras un mecanismo. Un tren de engranajes coloca una fila ya espaciada y en fase, y los generadores planetario, de piñón-cremallera y de tornillo sinfín hacen lo mismo con sus disposiciones. Coloca las primitivas cuando quieras un único engranaje que vas a posicionar tú.

1. Añade un Engranaje del grupo Mecanismo y ajusta Módulo y Dientes. Esos dos son su tamaño: el diámetro primitivo es módulo × dientes, así que el engranaje de 20 dientes y módulo 2 por defecto mide 40 mm.
2. Añade el engranaje al que tiene que mover y dale el mismo Módulo y el mismo ∠ de presión. Eso es lo que hace que dos engranajes engranen; el número de dientes es libre, y su proporción es la reducción.
3. Separa sus centros módulo × (dientes + dientes) ÷ 2 — 20 dientes contra 30 con módulo 2 son 50 mm. Mídelo en vez de calcularlo a ojo.
4. Sube el Juego entre dientes por encima de cero antes de imprimir algo que tenga que girar.
5. Ajusta el Ø del taladro al eje, el Espesor al ancho de cara, y recurre al ∠ de hélice o al Áng. cono si quieres un engranaje helicoidal o cónico.
6. Para un engranaje interior usa la Corona —el Ancho de llanta es el material por fuera de sus dientes—. Para pasar de giro a lineal usa la Cremallera, donde el Alto de dorso es la barra bajo los dientes. Para una reducción en ángulo recto usa el Sinfín: Entradas es cuántos filetes lleva enrollados, y la relación es los dientes de la rueda ÷ entradas.
7. Vigila la lectura de Punta de diente y lee qué significa si se pone naranja.