ENGRANAJESTipos, Usos, Terminología

Son elementos de máquinas que se usan para transmitir fuerza y movimiento entre ejes que se encuentran a poca distancia. Generalmente se identifican como rueda a la de mayor tamaño y piñón al más pequeño.

Los engranajes pueden aumentar, disminuir o dejar constante la velocidad de los ejes.

GENERALIDADES:

ENGRANAJES CILINDRICOS DE DIENTES RECTOS EXTERIORES

Este engranaje es el más simple y corriente. Se usa para velocidades medias. A grandes velocidades producen ruido.

GENERALIDADES

Los ejes de estos engranajes siempre son paralelos y no se cruzan(figura 2).-Note como el eje A es paralelo al eje B.

TERMINOLOGÍA

DIMENSIONES

1- Módulo (m):

Es la unidad del sistema de engranajes normalizados. Se define por la relación del diámetro primitivo, expresado en milímetros y el número de dientes, y representa, por lo tanto, el número de milímetros del diámetro primitivo que corresponde a cada diente.

m=d/z

2- Número de dientes (z):

Es el número de dientes de la rueda o el piñón.

z=d/m

3- Diámetro primitivo (d):

Es el diámetro de la circunferencia primitiva de generación, la cual, durante el tallado por generación con útil cremallera, rueda sin deslizarse sobre la línea primitiva de ésta. Tiene por valor el producto del módulo por el número de dientes.

d=m . z

4- Diámetro exterior(de):

Es el diámetro mayor de la rueda o piñón correspondiente a la circunferencia exterior.

de=m(z + 2)=d +2m

5- Diámetro de fondo(df):

Es el diámetro de la circunferencia del fondo del diente.

df=m(z - 2,5)=d-2,5 . m

6- Diámetro base(db):

Es el diámetro de la circunferencia base.

db = d . cos α =z . m cos α

7- Diámetro interior(di):

Es una rueda de dentado interior, es el diámetro de la circunferencia interior de la misma.

di = d – 2 . m

8- Paso circular(p):

En los engranajes rectos es el arco de circunferencia primitiva, comprendido entre los flancos homólogos de los dientes consecutivos.

p= π . d / z = π . m

9- Espesor circular del diente(e):

Es la magnitud de arco de circunferencia primitiva (de generación) que corresponde a un diente. Es igual a la mitad del paso circular.

e= p/2= π . m /2

10- Addendum(a):

Es la distancia radial desde la circunferencia primitiva a la exterior. En los engranajes normales, es igual al número expresado en milímetros.

a = m

11- Dedendum(b):

Es la distancia desde la circunferencia primitiva a la del fondo. En los engranajes normales, es igual a 1,25 veces el módulo.

b = 1,25 . m

12- Profundidad del diente(h):

Es la distancia radial desde la circunferencia exterior a la del fondo del diente.

h = a + b = 2,25 . m

13- Distancia entre centros(C):

Es igual a la suma de los radios de las circunferencias primitivas de las ruedas.

C = d1 + d2 / 2 = z1 + z2 / 2 . m

REPRESENTACION EN PLANOS DE TALLER

TIPOS DE ENGRANAJES

ENGRANAJES CILINDRICOS DE DIENTES RECTOS INTERIORES

TERMINOLOGIA DEL ENGRANAJE INTERIOR DE DIENTES RECTOS

El diámetro primitivo, número de dientes, módulo, paso circunferencial, espesor de los dientes y la altura de los mismos se obtiene como si se tratase de un engranaje de dientes exteriores.

Varia solamente el diámetro de fondo o interior, diámetro exterior y la distancia entre ejes, cuyas formulas son:

Df= Dp +( 2b ) De= Dp –( 2a ) L = Dp1-Dp2/2

REPRESENTACIÓN EN PLANOS DE TALLER

ARREGLAR

CREMALLERA

La cremallera puede considerarse como una rueda de engranaje de radio infinito. Si se hace crecer progresivamente el diámetro de una circunferencia, la forma de ella se aproxima a la línea recta. Si el radio se hace infinito el circulo queda convertido en una recta. En consecuencia de esta definición, la cremallera no está animada de movimiento de rotación y se emplea sólo en aquellos casos que se quiere obtener un movimiento de traslación.

REPRESENTACIÓN EN PLANOS DE TALLER

TREN DE ENGRANAJES SIMPLE

En el diagrama podemos ver un tren de engranajes simples en el cual A es el engranaje motriz, y B el engranaje arrastrado.

Cuando A da una vuelta completa, sus 15 dientes pasan por el punto X del diagrama. Como los engranajes se engranan y no se pueden desprender, 15 dientes del engranaje arrastrado también pasan por el punto X.

Por tanto, por cada vuelta completa del engranaje motriz, el engranaje arrastrado solamente girará un cuarto de vuelta. Ahora bien, como el engranaje arrastrado solamente gira un cuarto de vuelta por cada vuelta completa del engranaje motriz, el engranaje arrastrado solamente girará a un cuarto de velocidad del engranaje motriz.

Para calcular la relación de transmisión de un tren de engranajes simple, usa la siguiente ecuación:

Relación de transmisión

Para el ejemplo anterior

TREN DE ENGRANAJES COMPUESTO

Algunas veces un tren de engranajes simples no puede suministrar una relación de transmisión bastante grande. En el diagrama puede verse el tren de engranajes compuesto. Observa que se usan cuatro engranajes y los engranajes B y C están sujetos al mismo eje. Cuando el engranaje motriz A da una vuelta completa, el engranaje B girará un cuarto de una vuelta. Ahora bien, como el engranaje C está sujeto al mismo eje que el B, también da un

cuarto de vuelta. Por tanto, el engranaje D solamente girará ¼ de ¼ de una vuelta, es decir 1/16 de una vuelta.

Por tanto la relación de transmisión de este tren de engranajes compuesto es de 16:1

Para calcular la relación de transmisión de un tren de engranajes compuesto, usa la siguiente ecuación:

Relación de transmisión:

Para el ejemplo anterior:

Relación de transmisión:

RELACIÓN DE VELOCIDADES ENTRE CREMALLERA Y PIÑÓN

La relación entre la velocidad del piñón y la velocidad lineal de la cremallera para una cremallera y un piñón depende de tres factores:

- La velocidad rotatoria del piñón. - Número de dientes del piñón - Número de dientes por centímetro de la

cremallera

Por ejemplo, si el piñón tiene 20 dientes, entonces por cada vuelta completa que dé, 20 dientes del piñón pasarán el punto X del diagrama. Ahora bien, como la cremallera y el piñón se engranan, 20 dientes de la cremallera también tienen que pasar por el punto X. Si la cremallera tiene 5 dientes por centímetro, entonces por cada giro del piñón, 20/5 = 4,0cm de cremallera pasarán por el punto X.

Por tanto, si el piñón gira a 10 rpm, por ejemplo, la cremallera se moverá a una velocidad lineal de 40 cm por minuto.

VELOCIDADES DE EJES ROTATORIOS Una vez que se conoce la relación de

velocidades de un sistema se puede calcular la velocidad de rotación de un eje determinado.

En un sistema de engranajes que tiene una relación de velocidad de 2:1. Si giráramos el eje primario a 60rpm exactamente, el eje secundario giraría a la mitad de esta velocidad, es decir, a 30rpm.

La ecuación para calcular las revoluciones por minuto del eje conducido es:

RPM= RPM del eje motriz X # de dientes del piñón motriz

# dientes del piñón conducido.

ENGRANAJE LOCO

Cuando dos engranajes se endientan de forma normal, el engranaje motriz y el engranaje arrastrado giran en sentido opuesto.

Sin embargo, utilizando un engranaje adicional, llamado piñón loco, se puede hacer qué el engranaje motriz y el arrastrado giren en el mismo sentido.

Es importante saber que un engranaje loco no altera la relación de transmisión de un sistema, ni cambia la relación de velocidades.