Los engranajes cónicos de dientes curvos transmiten potencia entre ejes que se cruzan en ángulo recto, y sus dientes curvados engranan gradualmente, lo que les da alta capacidad de carga, funcionamiento suave y bajo ruido. Son la opción estándar para diferenciales, husillos de máquinas herramienta, accionamientos marinos y cajas de engranajes pesadas. Fabricarlos es un proceso especializado, porque la geometría del diente es tridimensional y cada engranaje debe funcionar finalmente como parte de un par emparejado.
El proceso comienza con el desbaste. Las forjas o barras cortadas se tornean a las dimensiones requeridas, incluidos los agujeros de montaje y las caras de referencia que determinan cómo se asienta el engranaje en la carcasa. Como todas las operaciones posteriores hacen referencia a estas caras, las tolerancias del desbaste deben controlarse desde la primera operación, y el agujero suele acabarse a alta precisión antes de tallar los dientes.
El tallado de dientes es el corazón del proceso. Los dientes cónicos curvos se generan en máquinas especializadas mediante procesos de fresa frontal o fresa-hob frontal, donde la herramienta y la pieza ruedan juntas para crear el perfil curvo del diente. Los ajustes de la máquina definen el ángulo de presión, el ángulo de hélice, la profundidad del diente y el abombado, y los dos miembros del par deben tallarse con ajustes coincidentes para que engranen correctamente.
Después del tallado, los engranajes se cementan, típicamente por carburación, para alcanzar una dureza de superficie del diente de 58 a 62 HRC. El endurecimiento cambia ligeramente la geometría del diente, por lo que los engranajes de precisión se rectifican después en los flancos. El rectificado restaura la precisión del perfil y el espaciado de los dientes, y es esencial para aplicaciones de alta velocidad o alto par donde deben controlarse el ruido y la tensión de contacto.
El paso más distintivo es la prueba de emparejamiento. El piñón y la corona se montan en una máquina de prueba y funcionan juntos con carga ligera y compuesto de marcado, para comprobar el patrón de contacto, el juego y el ruido de funcionamiento. El patrón de contacto se ajusta desplazando la posición del piñón o corrigiendo finamente la geometría del flanco, y los engranajes finales se marcan como juego emparejado para que permanezcan juntos en el ensamblaje.
Para los compradores, las conclusiones prácticas son: solicite el informe del patrón de contacto si la aplicación es sensible al ruido o a la carga, confirme si los dientes se rectifican o se lapean después del endurecimiento, y deje claro que el piñón y la corona deben entregarse y marcarse como juego emparejado. Un proveedor con máquinas de tallado especializadas y pruebas internas puede ahorrarle semanas de prueba y error en comparación con un taller general.