Consulta engranajes

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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ANÁLISIS DE MECANISMOS. ESTUDIANTES: JAVIER ALDAS DAVID DONOSO ALFREDO OÑA EDWIN TERAN ESTEBAN TOTOY PROFESOR: ING. JORGE ESCOBAR 1

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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

ANÁLISIS DE MECANISMOS.

ESTUDIANTES:

JAVIER ALDAS

DAVID DONOSO

ALFREDO OÑA

EDWIN TERAN

ESTEBAN TOTOY

PROFESOR:

ING. JORGE ESCOBAR

Mayo, 2014

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Tabla de contenidoCONSULTA DE ENGRANAJES........................................................................................................................4

1. ¿Qué son transmisiones por engranajes? Clasificación, materiales empleados, tratamiento superficial, tratamiento térmico, recubrimiento superficial, acabados y rugosidad superficial de los engranajes...................................................................................................................................................4

1.1. Definición.....................................................................................................................................4

1.2. Clasificación.................................................................................................................................4

1.3. Materiales empleados.................................................................................................................5

1.4. Tratamiento superficial................................................................................................................6

1.5. Tratamiento térmico....................................................................................................................6

1.5.1. Recubrimiento superficial....................................................................................................7

1.5.2. Acabados y rugosidad superficial.........................................................................................8

2. Esquemas de los tipos comunes de engranes utilizados para conectar ejes paralelos, ejes que se cruzan y ejes que se cortan. Ejemplos de aplicaciones................................................................................9

2.1. Ejes paralelos...............................................................................................................................9

2.2. Ejes que se cruzan......................................................................................................................10

2.3. Ejes que se cortan......................................................................................................................10

3. Ventajas y desventajas de los perfiles utilizados para los dientes de los engranes. Tipos y sistemas de lubricación utilizados en los engranes..................................................................................................11

3.1. Lubricación de engranajes.........................................................................................................11

3.2. Lubricación por baño o salpique................................................................................................12

3.3. Engranajes lubricados por aspersión.........................................................................................12

3.4. Sistemas alimentados por gravedad o goteo.............................................................................13

3.5. Lubricación por neblina de aceite..............................................................................................13

4. ¿Cómo se calculan y construyen las ruedas cilíndricas con dientes rectos y con dientes helicoidales?14

4.1. RUEDAS CILINDRICAS DE DIENTES RECTOS - RUEDA Y PIÑÓN...................................................14

5. Construcción y cálculo de ruedas dentadas cónicas con dientes rectos. Análisis de fuerzas en engranaje cónico.......................................................................................................................................22

5.1. Construcción de engranaje cónico.............................................................................................23

5.2. Diversos tipos de engranajes cónicos........................................................................................26

6. Engranajes WILDHABER-NOVIKOV....................................................................................................27

7. Explicar el funcionamiento del mecanismo diferencial de los vehículos. ¿Qué tipos de mecanismos diferenciales se conocen para la transmisión de movimiento en los automotores?.................................29

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7.1. DIFERENCIAL ABIERTO...............................................................................................................29

8. Explicar el funcionamiento de las transmisiones automáticas. Explicar el funcionamiento de las transmisiones de variación continua. Ventajas y desventajas de cada uno...............................................31

8.1. TRANSMISIÓN DE VARIACIÓN CONTINUA (CVT)........................................................................35

8.2. VENTAJAS DE LA TRANSMISIÓN CONTINUA..............................................................................38

8.3. DESVANETAJAS DE LA TRANSMISIÓN CONTINUA......................................................................39

9. Desgaste y tipos de fallas de los engranajes......................................................................................41

9.1. DESGASTE..................................................................................................................................41

9.1.1. Desgaste pulimentado.......................................................................................................41

9.1.2. Desgaste moderado y excesivo..........................................................................................42

9.1.3. Desgaste abrasivo..................................................................................................................43

9.1.4. Desgaste corrosivo.............................................................................................................43

9.1.5. Desgaste adhesivo.............................................................................................................44

9.2. FATIGA SUPERFICIAL..................................................................................................................45

9.3. FLUJO PLÁSTICO.........................................................................................................................47

9.4. ROTURA DE DIENTES..................................................................................................................48

10. Que son los trenes de engranajes. Clasificación, relación de transmisión y cálculo de trenes de engranajes.................................................................................................................................................49

11. BIBLIOGRAFÍA:...............................................................................................................................50

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CONSULTA DE ENGRANAJES

1. ¿Qué son transmisiones por engranajes? Clasificación, materiales empleados, tratamiento superficial, tratamiento térmico, recubrimiento superficial, acabados y rugosidad superficial de los engranajes.

1.1. DefiniciónA las transmisiones por engranajes se las conoce también con el nombre de tren de engranajes. Se conoce como tren de engranajes al conjunto de dos o más ruedas dentadas que tienen en contacto sus dientes de forma que, cuando gira una, giran las demás. Los engranajes son el medio de transmisión de potencia más utilizado. En general, en una transmisión por engranajes se puede distinguir entre rueda conductora solidaria al eje de entrada (input o eje motor) y la rueda conducida a la que se transmite el movimiento y que es solidaria al eje de salida (output). La rueda conductora girará a una velocidad de giro (ω1), mientras que la rueda conducida podrá girar a otra velocidad de giro (ω2) distinta. La relación entre ambas velocidades de giro es lo que se llama relación de transmisión (rt = ω2 / ω1).

1.2. ClasificaciónLa principal clasificación de los engranajes se efectúa según la disposición de sus ejes de rotación y según los tipos de dentado. Según estos criterios existen los siguientes tipos de engranajes:Ejes paralelos

Cilíndricos de dientes rectos Cilíndricos de dientes helicoidales Doble helicoidales

Ejes perpendiculares Helicoidales cruzados Cónicos de dientes rectos Cónicos de dientes helicoidales Cónicos hipoides De rueda y tornillo sin fin

Por aplicaciones especiales se pueden citar Planetarios Interiores de cremallera

Por la forma de transmitir el movimiento se pueden citar Transmisión simple Transmisión con engranaje loco Transmisión compuesta. Tren de engranajes

Transmisión mediante cadena o polea dentada Mecanismo piñón cadena Polea dentada

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1.3. Materiales empleadosLas ruedas dentadas pueden fabricarse de una variedad de materiales muy extensa para obtener las propiedades adecuadas según el uso que se les va a dar. Desde el punto de vista de diseño mecánico, la resistencia y la durabilidad, es decir la resistencia al desgaste, son las propiedades más importantes. Sin embargo, en general, el diseñador deberá considerar la capacidad para fabricar el engranaje, tomando en cuenta todos los procesos de fabricación que intervienen desde la preparación del disco para el engrane, pasando por la formación de los dientes del engranaje hasta el ensamble final de este en una maquina. Otras consideraciones que deben tenerse en cuenta son: peso, resistencia a la corrosión, ruido y costo.

Aceros para la fabricación de engranesLos aceros para elementos de herramientas mecánicas y muchos tipos de reductores de velocidad y transmisiones de movimiento para trabajo entre medio y pesado, por lo regular, se fabrican de acero al medio carbono. Entre la amplia gama de aceros al carbono y aceros con aleación que se utilizan se pueden mencionar:AISI 1020; AISI 1040; AISI 1050; AISI 3140; AISI 4140; AISI 4150; AISI 4340; AISI 6150; AISI 8650

Carburización y nitruraciónLa carbonización produce una dureza superficial de 55 a 64 HRC y da por resultado una de las durezas mas considerables de uso común para engranajes. Mediante la nitruración se obtiene una superficie muy dura pero muy delgada (aprox. 0.6mm). Se especifica para aplicaciones en las que las cargas son ligeras y se conocen bien. La nitruración se debe evitar cuando es probable que se presenten cargas o choques excesivos porque la superficie no es lo suficientemente resistente o no está bien apoyada para resistir tales cargas.

Hierro fundido y bronce como materiales para fabricar engranajesTres tipos de hierro que se emplean para fabricar engranajes son: hierro gris fundido, hierro nodular conocido también como hierro dúctil y el hierro maleable. Se debe tener en cuenta que el hierro gris es quebradizo, por tanto, hay que tener cuidado cuando sea probable que se presente carga por choque. El hierro dúctil austemperado se está utilizando en algunas aplicaciones importantes en la industria automotriz, sin embargo, los valores de esfuerzo permisible estandarizados aun no se han especificado. En lo que a los bronces se refiere, hay cuatro tipos que se utilizan para fabricar engranajes: bronce con fosforo o estano, bronce con manganeso, bronce con aluminio y bronce con sílice. Casi todos los bronces son fundidos, sin embargo, se puede disponer de algunos forjados. La resistencia a la corrosión buenas propiedades en cuanto a desgaste y coeficientes de fricción bajos son algunas razones para optar por los bronces para fabricar engranajes.

Materiales plásticos para engranajesLos plásticos se desempeñan bien en aplicaciones donde se desea peso ligero, operación silenciosa, baja fricción, resistencia a la corrosión aceptable y buenas propiedades en cuanto a desgaste. Debido a que las resistencias son significativamente más bajas que las de casi todos los materiales metálicos para fabricar engranajes, los plásticos se emplean en dispositivos que se someten a cargas ligeras. A menudo, los materiales plásticos pueden moldearse para darles su forma final sin el maquinado subsecuente lo cual representa ventajas en lo relativo al costo.Algunos de los materiales plasticos que se utilizan para fabricar engranajes son:

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· Fenólico (baquelita)· Poliamida· Poliéster· Policarbonato· Acetal.

Estos y otros plásticos pueden fabricarse mediante muchas formulas y pueden rellenarse con gran variedad de productos para mejorar resistencia al desgaste, resistencia al impacto, limite de temperatura, moldeabilidad y otras propiedades. Por tanto, las resistencias estándar tolerables no se han publicado.

1.4. Tratamiento superficialAceros endurecidos en forma superficialEl endurecimiento mediante flama, endurecimiento por inducción, la carbonización, la nitruración son procesos que se emplean para obtener una alta dureza en la capa superficial en los dientes de un engranaje. Estos procesos proporcionan valores de dureza superficial de 50 a 64 HRC (Rockwell C) y en consecuencia altos valores de tensión permisible (σmax), y de tensión debida al contacto permisible (σes). En los dientes de engranaje endurecidos mediante flama y por inducción, implican el calentamiento a nivel local de la superficie del engrane a altas temperaturas sea por medio de flamas o por bobinas de inducción eléctrica. Al controlar el tiempo y la entrada de energía, es posible controlar la profundidad del calentamiento y la profundidad de la dureza que se obtiene como resultado. Es fundamental que el calentamiento tenga lugar alrededor de todo el diente para que se obtenga la superficie dura en la cara del diente y en las aéreas del chaflán y de la raíz. Las especificaciones para dientes de engranajes de acero endurecidos por flama o por inducción, exigen una dureza resultante de HRC 50 a 54. Debido a que estos procesos recurren a la capacidad inherente de los aceros para ser endurecidos, debe especificar un material que puede endurecerse a estos niveles. Por lo regular, se especifican aceros con aleaciones al medio carbón, aproximadamente de 0.4 % a 0.6% de carbón.

1.5. Tratamiento térmicoLos engranajes están sometidos a grandes presiones tanto en la superficie de contacto y por eso el tratamiento que la mayoría de ellos recibe consiste en un tratamiento térmico de cementación o nitruración con lo cual se obtiene una gran dureza en la zona de contacto de los dientes y una tenacidad en el núcleo que evite su rotura por un sobreesfuerzo.

La cementación: consiste en efectuar un calentamiento prolongado en un horno de atmósfera controlada y suministrarle carbono hasta que se introduzca en la superficie de las piezas a la profundidad que se desee. Una vez cementada la pieza se la somete a temple, con lo cual se obtiene gran dureza en la capa exterior, ideal para soportar los esfuerzos de fricción a que se someten los engranajes. Los engranajes que se someten a cementación están fabricados de aceros especiales adecuados para la cementación.

La nitruración: es un proceso que está basado en la acción que ejercen sobre la superficie exterior de las piezas la acción del carbono y del nitrógeno. La nitruración reduce la velocidad crítica de enfriamiento del acero, alcanzando un mayor grado de dureza una pieza nitrurada y templada que cementada y templada, aun para un mismo tipo de material.

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La nitruración es un proceso para endurecimiento superficial que consiste en penetrar el nitrógeno en la capa superficial. La dureza y la gran resistencia al desgaste proceden de la formación de los nitruros que forman el nitrógeno y los elementos presentes en los aceros sometido a tratamiento.

A veces hay engranajes que se les aplica un temple por inducción donde el calentamiento es limitado a la zona a tratar y es producido por corrientes alternativas inducidas. Cuando se coloca un cuerpo conductor dentro del campo de una bobina o de un solenoide con corrientes de media o alta frecuencia, el cuerpo es envuelto por una corriente inducida, la cual produce el calentamiento. Para ello se emplea inductores que tienen la forma apropiada de la dentadura que queremos tratar.

La ausencia de todo contacto entre el inductor y la pieza sometida a calentamiento permite la obtención de concentraciones del orden de los 25.000 W cm−2. La velocidad de calentamiento es casi unas 15 veces más rápida que por soplete. Para templar una pieza por inducción será necesario que tenga un espesor por lo menos unas diez veces superior al espesor que se desea templar. El éxito de un buen temple reside en acertar con la frecuencia de corriente de calentamiento, para que ésta produzca una concentración suficiente de corriente inducida en la zona a templar.

1.5.1. Recubrimiento superficialLos procesos de revestimiento o deposición de material se emplean para recubrir superficies para obtener unas características determinadas como resistencia al desgaste o a la corrosión, o para reconstruir piezas.

La galvanoplastia y la galvanización: son procesos electrolíticos, mecánicos o de inmersión mediante los cuales se adhiere una capa superficial de otro metal resistente a lacorrosión. El tipo de metal de la capa protectora suele dar nombre al proceso. Por ejemplo: cincado, con zinc; cobrizado, con cobre; niquelado, con níquel; cromado, con cromo oestañado (obtención de hojalata), con estaño.

Otros materiales que se pueden aplicar por galvanoplastia son el oro, la plata, el platino o el rodio. Rociado térmico, metalizado o proyección térmica con llama. Deposición de vapor Implantación iónica Electrodeposición Electroformado Inmersión en baño de metal fundido

Otros procesos de revestimiento o deposición de material son: Revestimiento por difusión: son procesos termoquímicos como la cementación (C),

la nitruración (Ni), la cianuración (CN), lacarbonitruración (C y N) o la sulfinización (S). Anodizado: oxidación superficial mediante adsorción del oxígeno de una solución ácida para

generar una capa de protección formada por óxido del metal. Este proceso se puede emplear en metales en los que la capa de óxido del metal de la pieza constituye una barrera eficaz contra una ulterior corrosión, como en el caso del aluminio o del titanio. Pueden usarse colorantes orgánicos.

Recubrimiento de conversión Pavonado: aplicación de una capa superficial de óxido abrillantado, compuesto principalmente

por óxido férrico (Fe2O3).

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Esmaltado y recubrimiento cerámico u orgánico Pintura. Existen varios tipos de pintura anticorrosiva; entre los que se encuentran aquellos

compuestos con una base de minio de plomo. Encerado.

Una posibilidad que existe para solucionar los problemas que aparecen en los engranajes ha sido el níquel químico. Los depósitos de níquel le confieren a la pieza tratada una buena resistencia a la corrosión, una gran resistencia a la fricción y una gran dureza con ayuda de unos precipitados concretos. El niquelado químico se consigue que las capas sean uniformes, siempre y cuando todas las partes de la pieza estén en contacto con la solución y la composición de esta se mantenga constante, y el espesor de esta capa varía según el tiempo de tratamiento y la composición. Las piezas antes de ser tratadas deben de pasar por otras fases como pueden ser el decapado, ataque, para garantizar su adhesión, y otra cosa a tener en cuenta es que el niquelado químico reproduce en la superficie la rugosidad de la pieza tratada.

1.5.2. Acabados y rugosidad superficial Rectificado

Luego de haber sido endurecida la pieza mediante el tratamiento térmico adecuado y lograr una alta dureza y así poder resistir enormes cargas aplicadas durante años de servicio , los engranajes sufren grandes distorsiones inadmisibles desde el punto de vista de operación en su aplicación final, que no pueden ser eliminadas con maquinas talladoras de engranajes, dichas distorsiones se eliminan en maquinas especiales rectificadoras de engranajes de muy alto costo, y se puede realizar por rectificación por generación y rectificación de perfiles o con herramientas CBN repasables o con capa galvanizada, obteniéndose una precisión dimensional muy alta del orden de 5 am (0.005 mm o 0.0002”) y excelentes acabados superficiales del orden de 0.4 am (0.0004 mm o 0.00002).

Fig 1. Eliminación mediante rectificado de la distorsión generada en el tratamiento térmico

Lapeado

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Se trata al engranaje con una herramienta para lapear en forma de engranaje, en un medio que tiene abrasivo. A veces se tallan dos engranajes conjugados. Se necesita un movimiento relativo adicional en la dirección del eje para el engranaje cilíndrico de dientes rectos y para los dientes helicoidales. Un lapeado excesivo puede ser perjudicial para la forma de la involuta.

Fig. 2 Proceso de lapeado de engranajes

2. Esquemas de los tipos comunes de engranes utilizados para conectar ejes paralelos, ejes que se cruzan y ejes que se cortan. Ejemplos de aplicaciones.

2.1. Ejes paralelosLos engranajes de dientes rectos y ejes paralelos se utilizan cuando las velocidades de trabajo no son demasiado grandes y cuando las fuerzas a transmitir tampoco son muy grandes. Para aplicaciones en las que se requiera mayor velocidad o fuerza se utilizan los engranajes de dientes helicoidales.

Fig. 3 Engranajes de ejes paralelos

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2.2. Ejes que se cruzanSe utilizan para conectar ejes que no son paralelos ni se intersecan. Una aplicación de este tipo de engranajes es el tornillo sin fin ampliamente utilizado en tornos o en equipos de mecanizado.

Fig. 4 Engranajes de ejes que se cruzan.

Fig. 5 Tornillo sin fin

2.3. Ejes que se cortanSe usan para transmitir el movimiento en ejes cuyos centros se cortan.

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Fig. 6 Esquema de ejes que se cortan.

3. Ventajas y desventajas de los perfiles utilizados para los dientes de los engranes. Tipos y sistemas de lubricación utilizados en los engranes.

3.1. Lubricación de engranajesSistemas de lubricación centralizados Los sistemas de lubricación centralizados se diseñan para lubricar la más amplia gama de equipo móvil e inmóvil. Mientras que el uso de la lubricación llega a ser más complejo, el diseño del sistema también llega a ser más complejo mientras mas características se agregan. La idea principal de un sistema de lubricación centralizada es simple. Una bomba suministra lubricante a través de líneas de dosificación hacia elementos secundarios (válvulas/inyectores), que a su vez dosifican la cantidad correcta de lubricante al mecanismo que lo requiere (engranes, cojinetes, cadenas etc.) Todos los sistemas de lubricación centralizados incorporan los siguientes elementos.

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3.2. Lubricación por baño o salpiqueEs el método más simple, en el que los dientes del engranaje inferior están sumergidos en un baño de aceite, figura 5.5. El aceite es transferido a las superficies que se encajan y transportado a la caja de engranajes y sobre los rodamientos. El método es satisfactorio cuando las velocidades no son altas, porque el aceite seria agitado excesivamente, o donde ocurren perdidas de potencia indeseables y aumento de la temperatura. Los engranajes lubricados por salpique normalmente se calientan bastante y requieren de aceites de mayor viscosidad que los engranajes lubricados de otra forma.

Lubricación por salpique

3.3. Engranajes lubricados por aspersión.En sistemas de lubricación por aspersión el aceite es alimentado sobre los dientes del engranaje cerca del punto donde se encajan, figura 5.6. El aceite se drena hacia el fondo de la carcasa, donde es recirculado. Originalmente la practica era suministrar el lubricante sobre el diente de encaje, pero ahora se considera mejor aplicar el aceite al diente de arranque, al menos que el engranaje este operando a bajas velocidades. Esto proporciona una refrigeración más eficiente y reduce el riesgo de que exista un exceso de aceite en la

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raíz de los dientes. Los refrigeradores de aceite y el equipo de filtración pueden ser incorporados al sistema de lubricación por aspersión, los cuales son comúnmente usados en conjuntos de engranajes de potencia operando a altas velocidades.

Engranajes lubricados por aspersión

3.4. Sistemas alimentados por gravedad o goteoSistemas alimentados por gravedad o goteo se encuentran en molinos, hornos, palas, dragaminas y excavadoras. Estos sistemas consisten en uno o más engrasadores, baños de aceite, líneas de alimentación presurizadas o ruedas aplicadoras, figura 5.7. Estos permiten que el lubricante escurra en el engranaje en un ciclo determinado. Este método de aplicación esta limitado solo a engranajes abiertos con una velocidad de la línea de acción de 1500 pies por minuto (7.5 metros por segundo) o menos. Para este tipo de sistemas, se usa generalmente un lubricante de engranaje abierto de tipo sintético, asfaltico, de alta viscosidad. Si se utilizan líneas de alimentación presurizadas o ruedas aplicadoras en estos sistemas, puede emplearse una grasa semifluida y lubricantes del tipo polímero/gel para engranaje abierto.

Lubricación por goteo

3.5. Lubricación por neblina de aceite.En la lubricación con neblina de aceite el lubricante es atomizado en la caja de engranajes en una corriente de aire comprimido seco, figura 5.8. Las gotas de aceite depositadas sobre los dientes de engranaje proporcionan una lubricación efectiva sin arrastre de aceite. Mientras que el suministro de aire comprimido seco tiene efecto refrigerante. Los aceites usados en este método de lubricación deben ser resistentes a la oxidación ya que la formación de una neblina aumenta enormemente el área de superficie en contacto con el aire. Es importante asegurarse de que la caja de engranajes esta adecuadamente ventilada de tal forma que no se crea fricción en la caja de engranajes.

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Lubricación por neblina de aceite

4. ¿Cómo se calculan y construyen las ruedas cilíndricas con dientes rectos y con dientes helicoidales?

4.1. RUEDAS CILINDRICAS DE DIENTES RECTOS - RUEDA Y PIÑÓNSi no existiese como dato el número de dientes, se procede a tomar la medida de la masa en la cual se ha de realizar la construcción de los dientes y con el dato del módulo se procede a realizar un primer cálculo aproximado del máximo número de dientes que pueden construirse en dicha masa, tomando en cuenta todas las fórmulas existentes para este efecto:

NOMENCLATURA

m = móduloZ = Número de dientesDo = Diámetro primitivoDe = Diámetro exteriorDi = Diámetro interiorh = Altura del dienteh k = Altura de la cabeza del dienteh f = Altura del pie del dientet = Pasos = espacio entre dientese = espesor del dienteb = ancho del diente

FÓRMULAS

Do = z * mDe = Do + 2mDi = De - 2hh = 2,1677 * mh f = 1,167 * mh k = m

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Page 15: Consulta engranajes

t = m * 3,145s = e = t / 2 = m * 3,145/2

b = (10 a 15) * m

Ejemplo: cálculo del máximo número de dientes en una determinada masa de material (st-37; bronce; aluminio; hierro fundido, etc.) tanto en la rueda como en el piñón

Dado los siguientes datos dimensionar el par de engranajes de dientes rectos

Datos para la rueda:

D masa _= 81,2 mm.

m = 2

Para la realización de este cálculo se siguen los siguientes pasos:

Se establece la fórmula que ha de permitir determinar el máximo número de dientes, utilizando para ello las fórmulas ya existentes.

Sabemos que:

Do = z . m (1)

Do = De - 2.m (2)

Igualando 1 y 2 tenemos

z.m = De -2.m

De = z.m + 2.m

De = (z+ 2).m

z = De /m - 2 una vez establecida la fórmula se procede a determinar la cantidad de dientes.

z = 81,2 / 2 -2

z = 38.6 dientes

Se adopta z = 38 dientes

Habiéndose encontrado un número máximo de dientes se procede a realizar un recalculo de la rueda con los datos completos

m = 2

z = 38 dientes

Do = z.m = 38 * 2 = 76 mm ; De = Do + 2.m = 76 + 2* 2 = 80 mm

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h = 2, 1677.m = 2.167 .2 = 4, 33 mm; h f = 1,167.m = 1,167 * 2 = 2,334 mm

h k = m = 2 mm ; t = m. 3,1415 = 2 . 3,1415 = 6,28

s = e = t / 2 = m.3, 1415/2 = 2. 3,1415 / 2 = 3,14 mm;

b = 12,5. m = 12,5 . 2 = 25 mm

Datos para el cálculo para el piñón

Para realizar el cálculo del piñón se procede de la misma manera que para la rueda siguiendo los mismos pasos

D masa piñon = 61,5 mm.

m = 2

Dop = m . z (1)

Dep = Dop + 2.m Dop = Dep - 2.m (1)

Igualando 1 y 2 se tiene:

m .z = Dep - 2.m despejando z tenemos:

z = D e p / m - 2 una vez establecida la fórmula se procede a determinar la cantidad de dientes.

z = 61.5 / 2 - 2 = 28,75 dientes

Se adopta z = 28 dientes

Habiéndose encontrado un número máximo de dientes se procede a realizar un recalculo del piñón con los datos completos

m = 2

z = 28 dientes

Dop = m . z = 2 . 28 = 56mm

Dep = Dop + 2.m = 56 + 2 . 2 = 60 mm

h = 2,1677.m = 2.167 .2 = 4,33 mm

h f = 1,167.m = 1,167 . 2 = 2,334 mm

h k = m = 2 mm

t = m. 3,1415 = 2 . 3,1415 = 6,28

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s = e = t / 2 = m.3,1415/2 = 2. 3,1415 / 2 = 3,14 mm

b = 12,5 . m = 12,5 . 2 = 25 mm

PASOS METODOLÓGICOS

Para la elaboración de artículos mecánicos como ser engranajes de dientes rectos, se siguen los siguientes pasos metodológicos:

1. Se procede a realizar el dimensionamiento de la rueda y el piñón de acuerdo a los cálculos realizados, estableciéndose de esta manera el diámetro exterior y el ancho de la rueda.

2. Se procede a elaborar el eje roscado (mandril de fuerza), sobre la cual se ha de realizar el montaje de la masa sobre la que se fresará los dientes, siguiendo las operaciones fundamentales en el torno (refrentado; elaboración de agujeros de centro; cilindrado; ranurado y roscado) de acuerdo a lo que se establece en el plano correspondiente.

3. Se procede a mecanizar las diferentes superficies de la masa sobre la cual se fresara la cantidad de dientes previamente calculadas, siguiendo las operaciones fundamentales de torneado necesarias (refrentado; cilindrado; elaboración de agujero; torneado entre puntas), respetando los diferentes datos obtenidos del dimensionamiento de la rueda y del piñón correspondiente.

4. Una vez preparada la masa destinada a la rueda, se procede a efectuar el montaje de la pieza entre puntas en la máquina fresadora dispuesta horizontalmente, utilizando para ello el cabezal divisor; contrapunto móvil y la brida de arrastre.

5. Se procede a efectuar el montaje en el árbol porta fresa y centrado de la fresa elegida en función del número de dientes a mecanizar y módulo elegido.

6. Se efectúa la división en el cabezal divisor, la cual debe corresponder al número de dientes a fresar, pudiendo ser, la división directa; indirecta; o diferencial.

7. Se determina la altura de corte equivalente a la altura del diente a fresar desplazando la ménsula sobre la cual se halla montado la mesa de la fresadora, de manera vertical utilizando el tornillo telescópico, (se debe tener en cuenta que el número de pasadas que se van a dar hasta alcanzar la altura del diente, está en función del material que se ha de fresar, materiales como el aluminio, se la realiza de una sola pasada, materiales como el acero se la realiza en varias pasadas).

8. Se procede a seleccionar la velocidad de rotación que se utilizará para el mecanizado correspondiente, la cual está en función de la herramienta a utilizar y del material a fresar.

9. Una vez realizada las anteriores operaciones se pone en funcionamiento la máquina y se efectúa el corte de la primera ranura, desplazando la mesa longitudinalmente, terminada la operación se retorna al inicio y se procede a realizar un división en el cabezal divisor, y nuevamente se desplaza la mesa para realizar la segunda ranura, retornando luego al inicio, para luego efectuar una nueva división en el cabezal divisor, esta operación se la debe realizar hasta que la masa dé una vuelta completa y se obtengan todos los dientes solicitados.

10. Por último, una vez concluido el fresado de todos los dientes, el engranaje se lo lleva al torno para proceder con la eliminación de las rebabas, producto del corte en la fresadora, utilizando para tal efecto la cuchilla o un lima adecuada.

11. Toda la operación anteriormente realizada se la debe efectuar para elaborar el piñón.12. En cada uno de los pasos que se desarrollan debe tenerse en cuenta los diferentes aspectos de

seguridad industrial y de producción más limpia

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RUEDAS CILINDRICAS DE DIENTES HELICOIDALES - RUEDA Y PIÑÓN

Si no existiese como dato el número de dientes, se procede a tomar la medida de la masa en la cual se ha de realizar la construcción de los dientes y con el dato del módulo se procede a realizar un primer cálculo aproximado del máximo número de dientes que pueden construirse en dicha masa, tomando en cuenta todas las fórmulas existentes para este efecto:

NOMENCLATURA

m = módulo real

= Ángulo de inclinaciónm a = Módulo aparenteZ = Número de dientesDo = Diámetro primitivoDe = Diámetro exteriorDi = Diámetro interiorh = Altura del dienteh k = Altura de la cabeza del dienteh f = Altura del pié del dientet = Pasota = Paso aparentes = espacio entre dientese = espesor del dienteb = ancho del diente FÓRMULAS

Do = z . ma

De = Do + 2mDi = De - 2.hh = 2,1677.mh f = 1,167.mh k = mt = m. 3,145

t a = t / cos s = e = t / 2 = m*3,145/2

b = (10 a 15)* m

Ejemplo: cálculo del máximo número de dientes en una determinada masa de material (st-37; bronce; aluminio; hierro fundido, etc.) tanto en la rueda como en el piñón

Dado los siguientes datos dimensionar el par de engranajes de dientes inclinados o helicoidales.

Datos para la rueda:

D masa _= 81,2 mm.

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m = 2

= 15º

Para la realización de este cálculo se siguen los siguientes pasos:

Se establece la fórmula que ha de permitir determinar el máximo número de dientes, utilizando para ello las fórmulas ya existentes.

Sabemos que:

Do = z . ma (1) y de:

De = Do + 2.m tenemos: Do = De - 2.m (2)Como:

m a = m / cos

Igualando 1 y 2 tenemos

z.ma = De -2.m

z.m / cos = De - 2.m

De = z.m /cos + 2.m

De = (z / cos + 2).m

z = ( De / m - 2 ) cos

z = ( De /m - 2 ) cos

Una vez establecida la fórmula se procede a determinar la cantidad de dientes.

z = ( 81,2 / 2 -2 ) cos 15º

z = 37,2 dientes

Se adopta z = 37 dientes

Habiéndose encontrado un número máximo de dientes se procede a realizar un recalculo de la rueda con los datos completos

m = 2 z = 37 dientes = 15º

Do = z.m / cos = 37 . 2 / cos 15º = 76,6 mmDe = Do + 2.m = 76,6 + 2 . 2 = 80,6 mm = De

h = 2,1677.m = 2.167 .2 = 4,33 mmh f = 1,167.m = 1,167 . 2 = 2,334 mmh k = m = 2 mmt = m. 3,1415 = 2 . 3,1415 = 6,28

ta = t / cos = m / cos . = 2 / cos 15º . 3.14156 = 6,5s = e = t / 2 = m.3,1415/2 = 2. 3,1415 / 2 = 3,14 mmb = 12,5 . m = 12,5 . 2 = 25 mm

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Page 20: Consulta engranajes

Datos para el cálculo para el piñón

Para realizar el cálculo del piñón se procede de la misma manera que para la rueda, siguiendo los mismos pasos

D masa piñón = 51,5 mm. m = 2

= 15º

Dop = ma . z como: ma = m / cos ; luego

Dop = m / cos . z (1) De:Dep = Dop + 2.m despejamos Dop:Dop = Dep - 2.m (2)Igualando 1 y 2 se tiene:

m / cos . z = Dep - 2.m despejando z tenemos:

z = ( D e p / m - 2 ) cosUna vez establecida la fórmula se procede a determinar la cantidad de dientes.

z = ( 51.5 / 2 - 2 ) cos 15º = 22,94 dientes

Se adopta z = 22 dientes

Habiéndose encontrado un número máximo de dientes se procede a realizar un recalculo del piñón con los datos completos

m = 2 z = 28 dientes = 15º

Dop = m / (cos x z) = 2 /( cos 15º x 22) = 45,55mmDep = Dop + 2 x m = 45,55 + 2 x 2 = 4 9,55 mm = D ep

h = 2,1677 x m = 2.167 x 2 = 4,33 mmh k = .m = = 2 mmh f = 1,167m = 1,167 x 2 = 2,32 mmt = m. 3,1415 = 2 . 3,1415 = 6,28 mm

ta = t / cos = 2 / cos 15º = 6,5 mms = e = t / 2 = m x 3,1415/2 = 2. 3,1415 / 2 = 3,14 mmb = 12,5 x m = 12,5 x 2 = 25 mm

PASOS METODOLÓGICOS

Para la elaboración de artículos mecánicos como ser engranajes de dientes rectos, se siguen los siguientes pasos metodológicos:

1. Se procede a realizar el dimensionamiento de la rueda y el piñón de acuerdo a los cálculos realizados, estableciéndose de esta manera el diámetro exterior y el ancho de la rueda.

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2. Se procede a elaborar el eje roscado (mandril de fuerza), sobre la cual se ha de realizar el montaje de la masa sobre la que se fresará los dientes, siguiendo las operaciones fundamentales en el torno (refrentado; elaboración de agujeros de centro; cilindrado; ranurado y roscado) de acuerdo a lo que se establece en el plano correspondiente.

3. Se procede a mecanizar las diferentes superficies de la masa sobre la cual se fresara la cantidad de dientes previamente calculadas, siguiendo las operaciones fundamentales de torneado necesarias (refrentado; cilindrado; elaboración de agujero; torneado entre puntas), respetando los diferentes datos obtenidos del dimensionamiento de la rueda y del piñón correspondiente.

4. Una vez preparada la masa destinada a la rueda, se procede a efectuar el montaje de la pieza entre puntas en la máquina fresadora dispuesta horizontalmente, utilizando para ello el cabezal divisor; contrapunto móvil y la brida de arrastre.

5. Se procede a efectuar el montaje y centrado de la fresa en el árbol porta fresa. Fresa que es elegida en función del número de dientes ficticios calculados y módulo elegido.

6. Se efectúa la división en el cabezal divisor, la cual debe corresponder al número de dientes a fresar, pudiendo ser, la división directa; indirecta; o diferencial.

7. Se determina la altura de corte equivalente a la altura del diente a fresar desplazando la ménsula sobre la cual se halla montado la mesa de la fresadora, de manera vertical utilizando el tornillo telescópico, (se debe tener en cuenta que el número de pasadas que se van a dar hasta alcanzar la altura del diente, está en función del material que se ha de fresar, materiales como el aluminio, se la realiza de una sola pasada, materiales como el acero se la realiza en varias pasadas).

8. Se procede a realizar el montaje del tren de ruedas en la lira del cabezal divisor, la cual se ha calculado previamente en función del diámetro primitivo de la rueda; paso de la hélice de la rueda; paso del tornillo de la mesa y el ángulo de inclinación de los dientes, utilizando para ello las ruedas de cambio con las que cuenta la máquina fresadora.

9. Una vez dispuesta el tren de ruedas se procede a desplazar la mesa horizontalmente en un valor equivalente al ángulo de la inclinación del diente.

10. Se procede a seleccionar la velocidad de rotación que se utilizará para el mecanizado correspondiente, la cual está en función de la herramienta a utilizar y del material a fresar.

11. Una vez realizada las anteriores operaciones se pone en funcionamiento la máquina y se efectúa el corte de la primera ranura, desplazando la mesa longitudinalmente, terminada la operación se retorna al inicio y se procede a realizar un división en el cabezal divisor, y nuevamente se desplaza la mesa para realizar la segunda ranura, retornando luego al inicio, para luego efectuar una nueva división en el cabezal divisor, esta operación se la debe realizar hasta que la masa dé una vuelta completa y se obtengan todos los dientes solicitados.

12. Por último, una vez concluido el fresado de todos los dientes, el engranaje se lo lleva al torno para proceder con la eliminación de las rebabas, producto del corte en la fresadora, utilizando para tal efecto la cuchilla o un lima adecuada.

13. Toda la operación anteriormente realizada se la debe efectuar para elaborar el piñón.14. En cada uno de los pasos que se desarrollan debe tenerse en cuenta los diferentes aspectos de

seguridad industrial y de producción más limpia.

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5. Construcción y cálculo de ruedas dentadas cónicas con dientes rectos. Análisis de fuerzas en engranaje cónico.

Se utilizan cuando queremos transmitir movimiento entre dos ejes que se cortan. Lo que en engranajes cilíndrico rectos eran cilindros primitivos, ahora se convierten en conos primitivos. De la misma forma que se estudia en el plano el engrane de las ruedas cilíndrico rectas, se estudian en la esfera K de centro S y radio SI las ruedas cónicas.

La cremallera de referencia, se convierte en este caso en una rueda cónica de semiángulo 90º, rueda plana. Serán conjugadas, aquellas ruedas que puedan engranar con esa rueda plana de referencia.

Fig . 5.1 Engranajes cónicos

La generación de los flancos de los dientes se realiza ahora al hacer rodar sin deslizar un cono generador sobre un plano que secciona por un diámetro mayor a la esfera K.

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5.1. Construcción de engranaje cónicoPara estudiar en el plano la geometría proyectada sobre la superficie esférica, se realiza la llamada construcción de Tredgold que consiste en proyectar sobre un cono complementario exterior, tangente a la esfera en la misma circunferencia de corte con el cono primitivo, el propio trazado de la circunferencia. Posteriormente, esa proyección sobre el cono exterior se desarrolla y representa de forma aproximada toda la geometría, se calcula el número de dientes equivalente etc.

La figura siguiente muestra las dimensiones normalizadas en los engranajes cónicos.

Figura 3. Nomenclatura de engranajes cónicos

R1 = Radio primitivo

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Rc1 = Radio de cabeza Rp1 = Radio de pieRt1 = Radio del desarrollo en la construcción de TredgoldRm1 = Radio mediod1 = Angulo primitivo di = Angulo interiorde = Angulo exteriorac1 = Angulo de cabeza ap1 = Angulo de piel = Longitud de la generatriz de contacto

Número de dientes equivalente

zt es el número de dientes de la rueda completa en el desarrollo de Tredgold, de forma que se cumplirá:

2.R1 = mz ; R1 = Rt . cosd1 2.Rt = mzt = mz/cosd1

Este número de dientes equivalente zt se utiliza para poder aplicar las expresiones obtenidas en el estudio de engranajes cilíndrico rectos utilizando z t en lugar del número de dientes real del piñón cónico z, y utilizando Rt en lugar de R1.

El número límite de dientes para evitar la penetración, por lo tanto será:

y el valor límite práctico será:

Z1 (lím. práctico )=14∗cos ( d1 ) conα=200

De la misma forma que habíamos visto en engranajes cilíndrico rectos, si el plano medio de la rueda de referencia es tangente al cono primitivo, se hablará de rueda a cero y si está desplazada una distancia x m

de forma que sea tangente a un cono coaxial con el primitivo, se hablará de rueda a V.

Para el cálculo del valor de desplazamiento, se utilizan las expresiones de los engranajes cilíndricos rectos pero con zt1:

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El desplazamiento x se mide en la generatriz del cono complementario.

Dimensionamiento de engranajes cónicosEn primer lugar buscaremos las relaciones entre los semiángulos de los conos primitivos, el ángulo de los ejes de la transmisión y la relación de transmisión i.

Dimensionamiento de engranaje cónico

La velocidad de los dos conos primitivos en el punto P es la misma por lo que se cumplirá:

con lo cual:

De forma análoga se pueden obtener las expresiones para los casos particulares siguientes:

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5.2. Diversos tipos de engranajes cónicos

La longitud de la generatriz de contacto l será:

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La generatriz media del diente será:

Los ángulos de cabeza y de pie se obtendrán mediante las expresiones siguientes:

Con lo cual los semiángulos de los conos exterior e interior serán:

los radios de cabeza y de pie serán los siguientes:

y el radio medio será:

Normalmente se toma b < 1/3

6. Engranajes WILDHABER-NOVIKOV

El perfil del diente de este tipo de engranajes no es de evolvente. Es un arco de círculo en el plano normal (Wildtaber) o en el circunferencial o transversal (Novikov). El contacto de los perfiles conjugados se realiza a lo largo de toda la longitud del diente. Conviene decir, antes que nada, que se trata exclusivamente de engranajes helicoidales. Para abreviar, designaremos este tipo de dentado por WN.

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En 1923, Ernest Wildhaber, inventor ya desde muchos años antes de la geometría de los dentados curvilíneos en los engranajes cónicos y matemático quizás el más calificado en el éxito de la firma americana Gleason (donde trabajaba), patentó en los EE.UU. el sistema de perfil en arco de círculo.

Posteriormente, el coronel M. L. Novikov (fallecido en 1956), profesor del instituto de Mecánica Militar en Leningrado, desarrolló un sistema parecido en la U.R.S.S. Este sistema ha sido objeto, desde entonces, de intensivas investigaciones en más de 50 establecimientos de la U.R.S.S.

En 1959, la AEI-Heavy Plant Division, denomino a este sistema “Circarc”. Consecuencia de la patente de Wildhaber y de los trabajos de Novikov (independientes uno de otro) se conoce actualmente en todas partes a este sistema de engranajes por engranajes Wildhaber-Novikov, o abreviadamente, WN.

El sistema de engrane de estos WN es semejante al engrane de un dentado interior con uno recto de evolvente, o sea, el diente de la corona interior tiene un perfil cóncavo y el del piñón recto tiene perfil convexo. Como se deduce de la figura, el engrane de flancos conjugados es por medio de la rodadura del perfil cóncavo de uno de ellos sobre el convexo del otro, a lo largo de la hélice del diente, puesto que cada par de dientes conjugados sólo están en trabajo en un plano transversal en un momento determinado, entrando seguidamente en acción el siguiente par en su plano transversal correspondiente.

De esta manera, la presión de Hertz es menor que los correspondientes de evolvente puesto que ésta se transmite por toda la superficie cóncavo-convexa de cada diente en lugar del contacto convexo-cóncavo de los interiores de evolvente (interiores) o convexo-convexo (exteriores).

No existe deslizamiento, sólo rodadura. Existen multitud de fórmulas de cálculo de la capacidad de carga de estos engranajes, para las cuales, indudablemente, se ha debido partir de gran número de hipótesis, tales como que la presión de Hertz se supone más fuerte en el centro del arco de circulo que en sus extremos, de donde la necesidad de introducir un coeficiente de distribución de la carga, que no es posible fijar más que por azar.

Para la resistencia a la flexión (rotura) puede tener una mayor influencia el peligro de concentración de carga de cara a la cortadura que a la flexión. Se sabe que la valoración de la tensión de cortadura es particularmente delicada. En efecto; se habla de un coeficiente de cortadura que Niemann hace igual a 2

Por los ensayos realizados, se llega a la conclusión que el dentado WN se calcula por su capacidad de carga a la rotura y no por el desgaste como ocurre en los de evolvente no endurecidos o templados. Otros ensayos realizados, indican que a igualdad de características (potencia a transmitir, velocidad, etc.), los resultados obtenidos con engranajes de evolvente y con los WN son parecidos para una misma aplicación (por ejemplo en las transmisiones de aviación), donde se conjugan las necesidades de seguridad, peso reducido y poco espacio disponible.

Por último, los engranajes WN son muy sensibles a los desplazamientos radiales (cosa que no ocurre con los de evolvente); en cambio los WN se “hermanan” mejor, por cuanto la rodadura o deslizamiento radial

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pequeñísimo debido a la diferencia de radios de los perfiles (como se hace normalmente para facilitar la rodadura), es uniforme o casi uniforme, es decir, lo contrario de lo que ocurre con los de evolvente, en los que los deslizamientos relativos no de realizan a velocidad constante o uniforme.

Existe también el problema de las fresas-madre para el tallado, cuya complicación es evidente, no ya solamente por el hecho (como ocurre los perfiles cicloidales) de que la forma del diente es distinta para el número de dientes, sino por la necesidad de una fresa para la rueda y para el piñón. Es indudable que si no se trata de grandes series de engranajes iguales, el sistema no nos parece económico.

7. Explicar el funcionamiento del mecanismo diferencial de los vehículos. ¿Qué tipos de mecanismos diferenciales se conocen para la transmisión de movimiento en los automotores?

El mecanismo diferencial tiene por objeto permitir que cuando el vehículo curve sus ruedas propulsoras puedan describir sus respectivas trayectorias sin patinar sobre el suelo. La necesidad de este dispositivo se explica por el hecho de que al dar una curva el coche, las ruedas interiores a la misma recorren un espacio menor que las situadas en el lado exterior, puesto que las primeras describen una circunferencia de menor radio que las segundas.

El mecanismo diferencial está constituido por una serie de engranajes dispuestos de tal forma que permite a las dos ruedas motrices de los vehículos girar a velocidad distinta cuando circulan por una curva. Así si el vehículo toma una curva a la derecha, las ruedas interiores giran más despacio que las exteriores, y los satélites encuentran mayor dificultad en mover los planetarios de los semiejes de la derecha porque empiezan a rotar alrededor de su eje haciendo girar los planetarios de la izquierda a una velocidad ligeramente superior. De esta forma provocan una rotación más rápida del semieje y de la rueda motriz izquierda.

El mecanismo diferencial está constituido por dos piñones cónicos llamados planetarios, unidos a extremos de los palieres de las ruedas y otros dos piñones cónicos llamados satélites montados en los extremos de su eje porta satélites y que se engranan con los planetarios. Una variante del diferencial convencional está constituida por el diferencial autoblocante que se instala opcionalmente en los vehículos todo-terreno para viajar sobre hielo o nieve o para tomar las curvas a gran velocidad en caso de los automóviles de competición.

Los tipos de diferenciales y su funcionamiento son:

7.1. DIFERENCIAL ABIERTOLa gran mayoría de los coches de calle, sin llegar a ser deportivos, cuentan con los conocidos diferenciales abiertos. Estos, al llegar una curva, la rueda exterior (se encuentra apoyada recibiendo gran parte del peso del vehículo) apenas reciba fuerza del motor, ya que el diferencial envía la mayor parte de ella a la rueda interior, con menos apoyo, debido a la facilidad que tiene de llegar hasta allí.

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Diferencial abierto

En condiciones normales esto no supone un problema, pero al conducir rápido, ya sea por circuito o en una carretera con curvas, la rueda interior, si no contamos con control de tracción y estabilidad, puede acabar girando de manera descontrolada provocando un deslizamiento o pérdida de agarre, con las consecuencias que ello conlleva.

DIFERENCIAL AUTOBLOCANTE O LSDPara solventar los problemas ocasionados por un diferencial abierto se inventaron los denominados Autoblocante o LSD (Limited Slip Differential). Su funcionamiento, al igual que el resto, se centra en las curvas. Al llegar a una de ellas, cuando la rueda exterior apoya y la rueda interior empieza a recibir demasiada cantidad de par motor, el diferencial Autoblocante, como su propio nombre indica,  se bloquea, mandando fuerza a la rueda con mayor peso sobre ella, mejorando la tracción e impidiendo que la interior gire sin control.

Diferencial autoblocante

De esta manera, el paso por curva incrementa notablemente. Los verdaderos deportivos llevan esta clase de diferenciales, aunque en los últimos años se han puesto de moda, debido principalmente por la facilidad de controlarlos mediante un ordenador, los diferenciales electrónicos.

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– DIFERENCIAL TORSENEntre medias de los dos tipos explicados anteriormente se encuentran los conocidos diferenciales de tipo Torsen. Estos reciben el nombre de un acrónimo de Torque Sensitive. Aportan una importante ventaja frente al resto de sistemas.

No es un diferencial exactamente autoblocante, ya que no puede ser bloqueado al completo, si no que envía el par a la rueda que mejor puede traspasarla al suelo. Frente a un diferencial autoblocante, el Torsen evita el deslizamiento de una de las ruedas, aportando solo lo que esta puede mandar al suelo, desviando el excedente a la otra.

Diferencial Torsen

Este tipo, además de ser usado en un solo eje también permite utilizarlo en vehículos de tracción total en posición central, transmitiendo de un eje a otro diferentes cantidades de par, dependiendo de la oposición recibida de uno u otro.

8. Explicar el funcionamiento de las transmisiones automáticas. Explicar el funcionamiento de las transmisiones de variación continua. Ventajas y desventajas de cada uno.

El cambio automático es un sistema de transmisión que es capaz por sí mismo de seleccionar todas las marchas o relaciones sin la necesidad de la intervención directa del conductor. El cambio de una relación a otra se produce en función tanto de la velocidad del vehículo como del régimen de giro del motor, por lo que el conductor no necesita ni de pedal de embrague ni de palanca de cambios. El simple hecho de pisar el pedal del acelerador provoca el cambio de relación conforme el motor varía de régimen de giro. El resultado que aprecia el conductor es el de un cambio cómodo que no produce tirones y que le permite prestar toda su atención al tráfico. Por lo tanto el cambio automático no sólo proporciona más confort, sino que aporta al vehículo mayor seguridad activa.

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Tradicionalmente la transmisión no se obtiene con engranajes paralelos, como en los cambios manuales, sino con engranajes epicicloidales (ver figura). Mediante unos dispositivos de mando hidráulico adecuado se inmoviliza selectivamente uno o más de los componentes de dichos trenes epicicloidales, denominados también engranajes planetarios.

En el interior (centro), el planeta gira en torno de un eje central.Los satélites engranan en el dentado del piñón central. Además los satélites pueden girar tanto en torno de su propio eje como también en un circuito alrededor del piñón central.Los satélites se alojan con sus ejes en el portasatélitesEl portasatélites inicia el movimiento rotatorio de los satélites alrededor del piñón central; con ello, lógicamente, también en torno del eje central.La corona engrana con su dentado interior en los satélites y encierra todo el tren epicicloidal. El eje central es también centro de giro para la corona.

Estos tres componentes (planeta, satélites y corona) del tren epicicloidal pueden moverse libremente sin transmitir movimiento alguno, pero si se bloquea uno de los componentes, los restantes pueden girar, transmitiendose el movimiento con la relación de transmisión resultante según la relación existente entre sus piñones. Si se bloquean dos de los componentes, el conjunto queda bloqueado, moviendose todo el sistema a la velocidad de rotación recibida por el motor.

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Las relaciones que se pueden obtener en un tren epicicloidal dependen de si ante una entrada o giro de uno de sus elementos existe otro que haga de reacción. En función de la elección del elemento que hace de entrada o que hace de reacción se obtienen cuatro relaciones distintas que se pueden identificar con tres posibles marchas y una marcha invertida. El funcionamiento de un tren epicicloidal es el siguiente:

1ª relación: si el movimiento entra por el planetario y se frena la corona, los satélites se ven arrastrados por su engrane con el planetario rodando por el interior de la corona fija. Esto produce el movimiento del portasatélites. El resultado es una desmultiplicación del giro de forma que el portasatélites se mueve de forma mucho más lenta que el planetario o entrada.

2ª relación: si el movimiento entra por la corona y se frena el planetario, los satélites se ven arrastrados rodando sobre el planetario por el movimiento de la corona. El efecto es el movimiento del portasatélites con una desmultiplicación menor que en el caso anterior.

3ª relación: si el movimiento entra por el planetario y, la corona o el portasatélites se hace solidario en su movimiento al planetario mediante un embrague entonces todo el conjunto gira simultáneamente produciéndose una transmisión directa girando todo el conjunto a la misma velocidad que el motor.

4ª relación: si el movimiento entra por el planetario y se frena el portasatélites, se provoca el giro de los planetarios sobre su propio eje y a su vez estos producen el movimiento de la corona en sentido contrario, invirtiendose el sentido de giro y produciéndose una desmultiplicación grande.

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Invirtiendo la entrada y la salida en las relaciones de desmultiplicación se obtendrían relaciones de multiplicación.

Estas relaciones se podrían identificar con las típicas marchas de un cambio manual, sin embargo se necesitarían para ello distintos árboles motrices por lo que en la aplicación de un tren epicicloidal a un automóvil las posibilidades se reducen a dos marchas hacia delante y una hacia atrás. La entrada del par motor se realizaría por el planetario y la salida por el portasatélites o la corona. La primera relación descrita y la tercera serían la 1ª marcha y la directa respectivamente y la cuarta relación seria la marcha atrás.

Para poder combinar tres o más velocidades se usan habitualmente combinaciones de engranajes epicicloidales. Las cajas de cambio automáticas utilizan combinaciones de dos o tres trenes epicicloidaidales que proporcionan tres o cuatro relaciones hacia adelante y una hacia detrás. Como ejemplo tenemos la figura inferior.

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8.1. TRANSMISIÓN DE VARIACIÓN CONTINUA (CVT)

El variador continuo para la transmisión es muy utilizado en los ciclomotores. También se está empezando a utilizar en los automóviles desde los años 60, aunque no ha tenido mucho éxito hasta ahora. En teoría, las cajas de cambio de variación continua son la transmisión ideal, ya que varían la relación de velocidades continuamente, por lo que podemos decir que es una transmisión automática con un número

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infinito de relaciones. Esta característica nos permite movernos en la curva de potencia máxima, algo imposible con las cajas automáticas o manuales, en las que se produce un escalonamiento o salto entre las diferentes velocidades.

Un variador continuo es un sistema de transmisión que cuenta con dos poleas cuyo diámetro interior efectivo es variable. La transmisión entre las dos poleas se realiza mediante una "correa" elaborada con eslabones metálicos de forma que al variar el diámetro de las poleas se va variando progresivamente la relación de desmultiplicación. Al ser la correa un elemento inextensible, la apertura de una de las poleas implica la reducción del diámetro de la otra, aun así, se consigue un número infinito de desarrollos consiguiendo una variación continua de la marcha. De ahí que a este sistema también se le denomine cambio automático de transmisión continua.

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En la figura inferior se muestra la disposición de estas dos poleas. Si la cara desplazable de la polea conductora que transmite el par del motor se acerca a la otra cara, el diámetro efectivo de la polea se hace mayor. La correa al tener una longitud prácticamente constante gira en la polea conducida en diámetros efectivos menores como consecuencia de la apertura de la polea mediante el desplazamiento de una de sus caras por lo que la desmultiplicación será menor.El cambio de anchura de poleas y por tanto de diámetro efectivo se realiza mediante un control hidráulico que distribuye la cantidad de aceite a presión adecuada en cada instante. El control hidráulico tiene en cuenta en todo momento parámetros como la posición del acelerador, condiciones de utilización, velocidad del vehículo, régimen del motor y relación de desmultiplicación. Este mismo aceite a presión sirve además para lubricar todo el conjunto y para mantener tensada la correa de arrastre aplicando la justa presión sobre la polea conducida.

Actualmente la correa, transmite los esfuerzos por compresión, empujando el eslabón que le precede, en lugar de por tracción, como trabaja una correa convencional. Por tanto la tensión de la correa es un dato importante en el funcionamiento correcto de este sistema de cambio continuo. La tensión depende tanto del par motor que hay que transmitir en cada momento como de la relación de transmisión.

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Al principio este tipo de cambio se utilizaba en automóviles de baja cilindrada, ya que la cadena solo resistía los esfuerzos producidos por motores de bajo par. En la actualidad se han conseguido cadenas o correas más resistentes, que soportan mejor los valores de par de los automóviles de alta cilindrada.

8.2. VENTAJAS DE LA TRANSMISIÓN CONTINUA Para adaptar la proporción de giro los distintos sistemas suelen estar dotados de una serie de

sensores y una centralita lo controla todo. El resultado es una caja de cambios que se mantiene siempre en un régimen de máximo par o máximo rendimiento. Es especialmente interesante la

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capacidad de mantener el motor en su par máximo, pues en ese punto la eficiencia del mismo es máxima, llegando a reducir el consumo entre un 10% y un 20% según los fabricantes. Por otro lado la conducción deportiva también se ve mejorada por este tipo de transmisión, pudiendo mantener el motor en un régimen de potencia máxima de forma constante a medida que aceleramos.

En lugar de tener una cantidad discreta de relaciones ya sean este número cinco, seis, o incluso más, pasaremos a tener una cantidad casi infinita de relaciones. Esto se debe a que no hay unas relaciones establecidas e inamovibles entre el giro del motor y las ruedas, sino un cambio gradual de esta optimizando la relación en función de la velocidad y las necesidades de ese momento.

8.3. DESVANETAJAS DE LA TRANSMISIÓN CONTINUA Uno de los principales inconvenientes que han tenido este tipo de transmisiones ha sido la

incapacidad de entregar grandes pares, aunque algunos fabricantes han logrado solventar este problema de forma bastante eficaz.

La segunda traba es el conductor, al eliminarse la transición entre marchas las sensaciones que recibe quien va detrás del volante empeoran y dando la impresión de conducir un coche de baja potencia

1. ¿Qué son los trenes de engranajes? Clasificación, relación de transmisión y cálculos de los trenes de engranajes.

Se llama tren de engranajes a aquella transmisión en la que existen más de dos engranajes. Los trenes de engranajes se utilizan cuando:

La relación de transmisión que se quiere conseguir difiere mucho de la unidad. Los ejes de entrada y de salida de la transmisión están muy alejados. Se quiere que la relación de transmisión sea modificable.

Los trenes de engranajes se pueden clasificar en trenes simples, si existe sólo una rueda por eje; y compuestos, si en algún eje hay más de un engranaje.También se puede diferenciar entre trenes reductores y multiplicadores, según que la relación de transmisión sea menor o mayor que la unidad. La relación de transmisión entre el eslabón conductor y el conducido es:

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i= producto de las ruedas conductorasproductode las ruedas conducidas

En los trenes de engranajes a la relación de transmisión se le atribuye signo positivo si los sentidos de giro de entrada y de salida son iguales, y negativo si son opuestos.

Además, en los trenes de engranajes los ejes de entrada y de salida pueden ser paralelos, cruzarse o cortarse en el espacio. Los trenes de engranajes que se han considerado hasta ahora se caracterizan porque los ejes de todas las ruedas están fijos mediante cojinetes al bastidor; por eso, se dice que son trenes de engranajes ordinarios. Pero existen trenes de otro tipo, en los que el eje de alguna rueda no está fijo al bastidor, sino que se puede mover. A esta clase de ruedas se las conoce como ruedas satélites, y a los trenes de engranajes que tienen alguna rueda de este tipo se les denomina trenes epicicloidales, planetarios o de ruedas satélites.

En la ilustración se representa un ejemplo de tren planetario, en el que la rueda B es una rueda satélite, puesto que su eje de rotación se puede mover gracias a una barra fijada entre su centro y el de la rueda A. Un tren de engranajes ofrece varias posibilidades en lo que respecta a la relación de transmisión. Por ejemplo, en el tren de la figura se puede fijar la rueda A al bastidor y considerar la relación de transmisión entre el giro de la rueda C y el de la barra que sujeta a la rueda B. O se puede anclar la rueda C al bastidor, y considerar la relación de transmisión entre el giro del engranaje A y el de la barra que sujeta a la rueda B. Si se anda el eje de giro del engranaje B al bastidor, el tren de engranajes pasa a ser ordinario.

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O incluso se puede proporcionar al tren dos movimientos de rotación en los engranajes A y C, y tener la salida en la barra; de esta forma, se dispone de un mecanismo de ligazón libre.

9. Desgaste y tipos de fallas de los engranajes.

Las formas en que puede fallar un engranaje son muy diversas, pero pueden determinarse con un análisis detenido ya que cada tipo de falla deja una huella característica en los dientes. Se pueden distinguir cinco tipos de fallas a saber :

Desgaste Fatiga superficial Flujo plástico Rotura de los dientes Fallas combinadas

9.1. DESGASTE.El desgaste se puede definir como el deterioro que sufren los dientes y por el cual se remueven de sus superficies capas de metal de manera mas o menos uniforme. Esta clase de desgaste reduce el espesor del diente y causa muchas veces grandes cambios en el perfil del mismo. Las causas más comunes del desgaste en los dientes de los engranajes son, el contacto de metal contra metal por fallas de la película lubricante entre los dientes, la presencia de partículas abrasivas en el aceite, desplazamiento de la película de aceite en el área de contacto ocasionando un desgaste rápido o la formación de estriado y el desgaste de origen químico provocado por la composición del aceite y de sus aditivos. Existen diferentes tipos de desgaste entre los cuales se pueden nombrar:

9.1.1. Desgaste pulimentadoAquí las rugosidades características del proceso de trabajo a máquina son sometidas a un proceso de asentamiento de los engranajes (periodo de ajuste) en donde las superficies se ajustan y se pulen entre si. Este pulimentado se causa por un contacto metal-metal durante la operación; ocurre en aplicaciones de baja velocidad y de lubricación cercana a la limite. Cuando una película de aceite entre dos superficies es más delgada que la altura combinada de las irregularidades sobre las superficies opuestas ocurre contacto metálico. Esta condición se conoce como lubricación limite o a película delgada. Este desgaste no es necesario evitarlo cuando se ha logrado, se debe utilizar un lubricante de mayor viscosidad, reducir la temperatura de operación y lograr una reducción sustancial de la carga.

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Fig. 7 Desgaste pulimentado.

9.1.2. Desgaste moderado y excesivoEn el desgaste moderado se observa que hay remoción de metal en el adendo y dedendo de ambas superficies, mas no en la línea de paso que permanece intacta. La presencia de este tipo de desgaste se debe a que los engranajes trabajan con lubricación limite o existe contaminación en el lubricante. Este desgaste puede avanzar a excesivo con una velocidad de progreso tal que no se cumplirá la vida de diseño del engranaje. Los dientes presentan una considerable cantidad de material removido en la superficie (Figura 4.2). En este tipo de desgaste la línea de paso queda pronunciada y se presenta el peligro de picaduras. También se destruye el perfil original del diente creándose elevadas cargas dinámicas sobre los dientes. Este desgaste puede ser causado por una película de lubricante muy delgada para la carga aplicada, por la presencia de finas partículas abrasivas en el lubricante o cargas de vibración severas.

Fig. Desgaste excesivo

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9.1.3. Desgaste abrasivoSe puede distinguir por dejar zonas planas y gastadas que interrumpen el perfil del diente. Comienza en la parte inferior de contacto de un solo diente y termina en la línea de paso y comienza de nuevo allí para terminar en el punto de contacto más alto de un solo diente. Se presenta así por las elevadas cargas que se suceden en esos sectores y por el grado de deslizamiento que se produce. Los lomos prominentes en la línea de paso y cerca del punto inferior de contacto identifican el desgaste abrasivo. También se puede identificar por rayas o marcas radiales en la dirección del deslizamiento de los dientes . Este desgaste se produce por la presencia de elementos extraños en el lubricante: por tanto cuando se observan las huellas características de este desgaste se deben revisar los filtros, comprobar si hay sedimentos en el compartimiento del lubricante y en fin, hacer los cambios tratando de desalojar todo elemento extraño que pueda convertirse en elemento abrasivo.

9.1.4. Desgaste corrosivoEs un deterioro de la superficie por acción química. Se caracteriza por una gran cantidad de picaduras muy pequeñas distribuidas uniformemente sobre la superficie de trabajo del engranaje. Estas picaduras se deben a la afinidad por el vapor de agua de algunos aditivos de los aceites de extrema presión (E.P) y a la acción de otras sustancias demasiado corrosivas.

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9.1.5. Desgaste adhesivoTambién se le conoce como escoriado. Es un desgaste muy rápido de los dientes que es causado por grandes fuerzas adhesivas desarrolladas por el contacto de los dientes. Cuando la película de aceite no previene el contacto de las superficies en engrane ocurre del desgaste adhesivo, figura 4.5. Debido a la rugosidad superficial de los dientes hay puntos de una superficie que tocan puntos de la otra. Este contacto metal-metal origina altas temperaturas localizadas en los puntos de contacto resultando el soldado de las dos superficies. Como el movimiento continua, las superficies soldadas se rompen y apartan, sin embargo, el rompimiento no tiene lugar en la interfase original. Las partículas de desgaste se adhieren a la superficie a la cual son transferidas y eventualmente se rompen. Después de repetidos ciclos del proceso de soldadura y fractura, la superficie se deteriora y el desgaste se acelera. El escoriado generalmente ocurre cerca a la cabeza del diente del piñón donde la carga del diente y la velocidad de deslizamiento son mayores. El lubricante puede tener un marcado efecto en el escoriado. Para prevenirlo el aceite debe tener suficiente viscosidad para mantener una película lubricante. Es más deseable una película de alta resistencia. Los aditivos de extrema presión pueden prevenir el escoriado.

No obstante que el escoriado se inicia por fallas de lubricación, existen muchos otros factores independientes del aceite capaces de influir en la resistencia final de las superficies engranantes, entre las que figuran la presión entre las superficies de engrane de los dientes, las propiedades de los materiales, los acabados y tratamientos aplicados a las superficies y las velocidades de fricción entre dichas superficies. Las fallas por escoriado son de difícil análisis y se pueden presentar en varias formas:

Rayado y escoriadoSon deterioros por frotamiento. Se reconoce por la presencia de un numero de rayas ligeras o pequeñas zonas de atascamiento en la superficie del diente. Estas rayas por lo general se deben a puntos altos en la superficie correspondiente entre los dientes de los engranajes. La fricción entre estos puntos crea elevadas temperaturas locales que evitan la formación de la película de aceite. En el contacto resultante de metal a metal, los puntos en relieve se desgastan y la carga se distribuye mas uniformemente en la superficie de los dientes

Fractura por fatiga de flexiónLa Figura muestra que los dientes trabajan como una viga en cantilever, por lo cual los esfuerzos máximos se presentan en la raíz del diente, del lado que trabaja a tensión. Las fracturas generalmente

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resultan de una fisura originada en la raíz del diente, debido a entalladuras, inclusiones, pequeñas fisuras de tratamiento térmico y esfuerzos residuales.

Los elementos del diente deben diseñarse de modo que la carga transmitida resulte dentro del límite da la fatiga del material, o escoger un material con mayor resistencia o aumentar el área de raíz del diente (mayor radio de acordonado) y mejorar su acabado. Con esto se puede evitar la fatiga.

9.2. FATIGA SUPERFICIALEsta falla ocurre incluso con lubricación adecuada y una película ininterrumpida de aceite: es el resultado de esfuerzos repetidos en la superficie del engranaje hasta que se forma una grieta en la superficie o cerca de ella. La grieta aumenta progresivamente hasta que se rompe un pequeño pedazo del engranaje y deja una picadura en la superficie. Como esto ocurre después de muchos millones de ciclos de esfuerzo, las fallas por fatiga por lo general resultan evidentes solo después de prolongados servicios. Esto contrasta con el desgaste y la escoriación que pueden comenzar en forma rápida Los engranajes que funcionan con carga desarrollan esfuerzos superficiales constantes y si las cargas tienen la suficiente intensidad y el ciclo de esfuerzos se repite con bastante frecuencia, sobreviene la fatiga en algunos fragmentos de metal en la superficie, dando origen a las picaduras La falla por fatiga muestra la superficie marcada por pequeñas picaduras que se pueden descubrir al frotar la superficie con un objeto afilado. En los casos avanzados, las picaduras se extienden y se conectan produciendo fallas por escoriación. Hay diversos lugares propicios para el picado. Los piñones helicoidales de dureza media y de 20 o más dientes se pican a lo largo de la línea primitiva La rueda también se puede picar, pero si tiene una dureza cercana a la del piñón y tiene el mismo tratamiento térmico, será este ultimo el que presente mayor picado: hay dos razones para esto: el piñón es ordinariamente el conductor y los sentidos del deslizamiento se alejan de la línea primitiva, no así en el conducido donde estos se acercan hacia la línea primitiva.

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El esfuerzo de Hertz máximo en la rueda conducida ocurrirá en su adendo, ya que es el que entra en contacto con el dedendo del piñón. El piñón suele tener mayor tendencia a picarse en el dedendo y la rueda en el adendo. Los ensayos hechos muestran que las superficies de los engranajes son mas aptas a fallas cuando el deslizamiento tiene una dirección negativa que cuando es positiva. El deslizamiento negativo ocurre 'en el dependo del piñón y la rueda, mientras que en las regiones del adendo el deslizamiento es positivo.

Desprendimiento o desconchadoEs una falla por fatiga metalúrgica que se manifiesta con el desprendimiento de pedazos de metal relativamente grandes de las superficies de los dientes. La superficie metálica de un diente de engrane tiende a deformarse elásticamente bajo la carga transmitida y a formar ondulaciones que se desplazan adelante y atrás de la línea de contacto. Estas ondulaciones se pueden observar cuando se ven funcionar rodillos de hule cargados; con las superficies metálicas ocurre una acción semejante, el material está sujeto a esfuerzos de corte, de compresión y de tensión y el primero alcanza su valor máximo a cierta distancia por debajo de la superficie. Generalmente estos esfuerzos se encuentran dentro de los limites estimados por el diseño. Sin embargo, bajo ciertas condiciones, como desalineamiento o sobrecargas. Los esfuerzos de la sub superficie pueden exceder el límite de resistencia del material. Como resultado, se desarrollan en la superficie cuarteaduras por fatiga que originan el desprendimiento de pedazos de metal, dejando picaduras de tamaño considerable, figura 4.13.

Los desprendimientos ocurren con mayor frecuencia en un área relativamente pequeña abajo de la línea de paso. En esta área del piñón los esfuerzos superficiales son mayores ya que un número menor de dientes se encuentra engranado; además, esta misma área se ve sujeta después a considerables esfuerzos de tensión ocasionados por una carga lineal. En los engranajes cementados al carbono y templados, las picaduras y el desconchado revisten gravedad. La probabilidad de desconchado es mayor que la de picado cuando se les somete a fatigas severas.

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Si se desarrollan picaduras o desconchado en un engranaje de temple superficial, estas progresan mas rápido que en engranajes de dureza rectificable porque el daño se produce a lo largo del límite entre la superficie templada y e! núcleo.

9.3. FLUJO PLÁSTICOAunque el flujo plástico puede tomar varias formas, siempre es el resultado de cargar el engranaje por encima de la carga de deformación permanente del metal en la zona de contacto. Si las cargas de compresión son elevadas o la vibración causa cargas intermitentes altas que hacen las veces de golpe de martillo, la superficie de los dientes puede laminarse o descamarse. Esta falla se presenta como un flujo severo de material superficial que resulta en la formación de rebordes de altura irregular en los extremos y/o en las puntas de los dientes. Esta falla está asociada con la plasticidad del material del engranaje, aunque frecuentemente ocurre en engranajes con capa endurecida fuertemente cargados y engranajes endurecidos completamente.

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9.4. ROTURA DE DIENTESEsta falla resulta de sobrecargas o por ciclos de esfuerzo de los dientes más allá del límite de fatiga del material. Cuando un diente se rompe por fatiga debe haber evidencia de un punto focal donde comienza la fractura. A veces una raya o una entalla en la raíz pueden coincidir con ese punto focal; una inclusión o una grieta debida al tratamiento térmico también se pueden encontrar allí. Si se halla algún defecto en ese punto, se debe suponer que, al menos en parte, es la causa de la falla.

Cuando un diente se rompe por un choque repentino o una sobrecarga, la fractura suele tener una apariencia fibrosa. Aun cuando el diente sea totalmente endurecido la fractura se vera como las fibras de un material plástico que ha sido torcido. Cuando se rompen dientes consecutivos, suele suceder que uno o dos se rompen por fatiga: como el engranaje continua girando bajo torque, el golpe de la rueda que engrana al saltar en el boquete dejado por el diente fatigado, romperá otros dientes adicionales. Mirando varios dientes fracturados se puede definir cual fallo por fatiga (presentara una apariencia lisa) y cuales fallaron luego por sobrecarga (apariencia fibrosa). La figura 4.15 muestra varios dientes fracturados en una rueda. Como se ve por la textura fina del diente A fallo primero, la fatiga comenzó en la raíz del filete. Luego fallaron los dientes adyacentes

Las fracturas de los dientes ordinariamente parten de la raíz. Una viga en voladizo es mas débil en su base, figura 4.16. El picado en la línea de paso puede ser tan severo que cause una fractura que comience en esta línea.Fractura por fatiga

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Se puede reconocer por la presencia de curvas semi elípticas con marcas perpendiculares en la superficie de la fractura que irradian desde el foco o núcleo de la fractura (Figura 4.17) Son el resultado de cargas periódicas suficientemente elevadas para agrandar una grieta, pero no tanto como para que una sola de ellas sea capaz de provocar individualmente la fractura del diente.

10. Que son los trenes de engranajes. Clasificación, relación de transmisión y cálculo de trenes de engranajes

Se llama tren de engranajes a aquella transmisión en la que existen más de dos engranajes. Los trenes de engranajes se utilizan cuando: La relación de transmisión que se quiere conseguir difiere mucho de la unidad. Los ejes de entrada y de salida de la transmisión están muy alejados. Se quiere que la relación de transmisión sea modificable.

Los trenes de engranajes se pueden clasificar en trenes simples, si existe sólo una rueda por eje; y compuestos, si en algún eje hay más de un engranaje.También se puede diferenciar entre trenes reductores y multiplicadores, según que la relación de transmisión sea menor o mayor que la unidad. La relación de transmisión entre el eslabón conductor y el conducido es:

i= producto de las ruedas conductorasproductode las ruedas conducidas

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En los trenes de engranajes a la relación de transmisión se le atribuye signo positivo si los sentidos de giro de entrada y de salida son iguales, y negativo si son opuestos.

11. BIBLIOGRAFÍA:

SHIGLEY J., UICKER J., TEORIA DE MAUINAS Y MECANISMOS, editorial Mc Graw Hill,

segunda edición, México 1996, pág. 205-237.

http://books.google.com/books?

id=QPLOVq_IfScC&printsec=frontcover&hl=es&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepag

e&q&f=false

http://es.scribd.com/doc/21340283/diseno-de-levas

http://www.edicionsupc.es/ftppublic/pdfmostra/EM02904M.pdf

https://www.youtube.com/watch?v=QWcWbuMLN90

http://www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r89298.PDF

http://tecnologiafuentenueva.wikispaces.com/file/view/Mecanismos_II_cambios.pdf

https://www.youtube.com/watch?v=UqB8JrEWgK4

http://www.aficionadosalamecanica.net/caja-cambios9.htm

http://www.diariomotor.com/2008/09/17/la-transmision-variable-continua-cvt-esa-gran-

desconocida/

http://www.uclm.es/profesorado/porrasysoriano/animaciones/planetarios.html

http://automecanico.com/auto2013/indiceta.html

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http://www.scribd.com/doc/35975088/Calculo-de-Engranajes-de-Dientes-Rectos

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