trabajo final de desarrollo humano

8/20/2019 trabajo final de desarrollo humano

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1.1.- INTRODUCCIÓN A LOS TRENES DE ENGRANES.

1.1.1.- Historia y evoluci!.

"ol#e c$i!o %ara &a'ricar e!(ra!a)es #e 'ro!ce *si(los II a. C. a III #. C.+

Desde épocas muy remotas se han utilizado cuerdas y elementos fabricados en madera parasolucionar los problemas de transporte, impulsión, elevación y movimiento. Nadie sabe a

ciencia cierta dónde ni cuándo se inventaron los engranajes. La literatura de la antigua

hina, !recia, "ur#u$a y Damasco mencionan engranajes pero no aportan muchos detalles

de los mismos.

"eca!is,o #e A!ticitera

%l mecanismo de engranajes más antiguo de cuyos restos disponemos es el mecanismo de

&nticitera. 'e trata de una calculadora astronómica datada entre el ()* y el (** a. . y

compuesta por al menos +* engranajes de bronce con dientes triangulares. resenta

caracter$sticas tecnológicas avanzadas como por ejemplo trenes de engranajes

epicicloidales #ue, hasta el descubrimiento de este mecanismo, se cre$an inventados en el

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siglo --. or citas de icerón se sabe #ue el de &nticitera no fue un ejemplo aislado sino

#ue e/istieron al menos otros dos mecanismos similares en esa época, construidos por

&r#u$medes y por osidonio. or otro lado, a &r#u$medes se le suele considerar uno de los

inventores de los engranajes por#ue dise0ó un tornillo sin fin.

%n hina también se han conservado ejemplos muy antiguos de má#uinas con engranajes.

1n ejemplo es el llamado 2carro #ue apunta hacia el 'ur2 3(4*54)* d. .6, un ingenioso

mecanismo #ue manten$a el brazo de una figura humana apuntando siempre hacia el 'ur

gracias al uso de engranajes diferenciales epicicloidales. &lgo anteriores, de en torno a

)* d. ., son los e!(ra!a)es $elicoi#ales tallados en madera y hallados en una tumba realen la ciudad china de S$e!si.

No está claro cómo se transmitió la tecnolog$a de los engranajes en los siglos siguientes. %s

posible #ue el conocimiento de la época del mecanismo de &nticitera sobreviviese y, con elflorecimiento de la cultura del slam los siglos -5- y sus trabajos en astronom$a, fuera

la base #ue permitió #ue volvieran a fabricarse calculadoras astronómicas. %n los inicios

del 7enacimiento esta tecnolog$a se utilizó en %uropa para el desarrollo de sofisticados

relojes, en la mayor$a de los casos destinados a edificios p8blicos como catedrales.

E!(ra!a)e $elicoi#al #e Leo!ar#o

Leonardo da 9inci, muerto en :rancia en ()(;, dejó numerosos dibujos y es#uemas de

algunos de los mecanismos utilizados hoy diariamente, incluido varios tipos de engranajes

de tipo helicoidal.

Los primeros datos #ue e/isten sobre la transmisión de rotación con velocidad angular

uniforme por medio de engranajes, corresponden al a0o (, cuando el famoso astrónomo

http://es.wikipedia.org/wiki/Cicer%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cicer%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Arqu%C3%ADmedeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Posidoniohttp://es.wikipedia.org/wiki/Posidoniohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Shensi&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Islamhttp://es.wikipedia.org/wiki/Renacimientohttp://es.wikipedia.org/wiki/Europahttp://es.wikipedia.org/wiki/Relojhttp://es.wikipedia.org/wiki/Catedralhttp://es.wikipedia.org/wiki/Leonardo_da_Vincihttp://es.wikipedia.org/wiki/Franciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Franciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_angularhttp://es.wikipedia.org/wiki/1674http://es.wikipedia.org/wiki/Cicer%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Arqu%C3%ADmedeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Posidoniohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Shensi&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Islamhttp://es.wikipedia.org/wiki/Renacimientohttp://es.wikipedia.org/wiki/Europahttp://es.wikipedia.org/wiki/Relojhttp://es.wikipedia.org/wiki/Catedralhttp://es.wikipedia.org/wiki/Leonardo_da_Vincihttp://es.wikipedia.org/wiki/Franciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_angularhttp://es.wikipedia.org/wiki/1674


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danés ?laf 7oemer 3(>5(=(*6 propuso la forma o perfil del diente en epicicloide.

http://es.wikipedia.org/wiki/Olaf_Roemerhttp://es.wikipedia.org/wiki/Epicicloidehttp://es.wikipedia.org/wiki/Olaf_Roemerhttp://es.wikipedia.org/wiki/Epicicloide


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7obert @illis 3(A**5(A=)6, considerado uno de los primeros ingenieros mecánicos, fue el

#ue obtuvo la primera aplicación práctica de la epicicloide al emplearla en la construcción

de una serie de engranajes intercambiables. De la misma manera, de los primeros

matemáticos fue la idea del empleo de la evolvente de c$rculo en el perfil del diente, pero

también se deben a @illis las realizaciones prácticas. & @illis se le debe la creación del

odontógrafo, aparato #ue sirve para el trazado simplificado del perfil del diente de

evolvente.

%s muy posible #ue fuera el francés hillipe de Lahire el primero en concebir el diente de

perfil en evolvente en (


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una talladora de engranajes capaz de mecanizar los dientes de una rueda de < m de

diámetro, módulo (** y una longitud del dentado de (,) m.


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& finales del siglo --, coincidiendo con la época dorada del desarrollo de los engranajes,

el inventor y fundador de la empresa :elloFs !ear 'haper ompany, %dFin 7. :elloFs

3A>)6, inventó un método revolucionario para mecanizar tornillos sin fin glóbicos

tales como los #ue se montaban en las cajas de dirección de los veh$culos antes de #ue

fuesen hidráulicas.

%n (;*), G. hambón, de Lyon 3:rancia6, fue el creador de la má#uina para el dentado de

engranajes cónicos por procedimiento de fresa madre. &pro/imadamente por esas fechas

&ndré itroHn inventó los engranajes helicoidales dobles.

Los engranajes constituyen uno de los mejores medios disponibles para transm

movimiento, cuando en las má#uinas la transmisión de potencia se hace de un eje a o

paralelo cercano a él.

De entre los diferentes tipos de engranajes son los cil$ndricos de dientes rectos los m

usuales, los cuales se caracterizan por#ue son ruedas dentadas cuyos dientes son recto

paralelos al eje del árbol.

%s importante destacar #ue la gran duración de las transmisiones con engranajes

acompa0ada de un dise0o, un análisis y una fabricación complejos, #ue es preciso conocer.

&ntes de comenzar su estudio es interesante ofrecer la terminolog$a caracter$stica usada

estos elementos.

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Edwin_R._Fellows&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Tornillo_sin_finhttp://es.wikipedia.org/wiki/Andr%C3%A9_Citro%C3%ABnhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Edwin_R._Fellows&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Tornillo_sin_finhttp://es.wikipedia.org/wiki/Andr%C3%A9_Citro%C3%ABn


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La nomenclatura presentada en la figura anterior tiene las siguientes definicionesI

• Circunferencia de paso o primitiva es la de contacto entre los dientes que determina la relacióntransmisión. Las circunferencias primitivas de dos engranajes son tangentes entre sí.

• Paso circular es la distancia medida sobre la circunferencia primitiva entre un determinado punto de un diey el punto correspondiente de un diente inmediato. Según se aprecia en la figura anterior el paso circula

simplemente paso es igual a la suma del grueso del diente y el ancho entre los dientes consecutivos.

• Módulo es el cociente del diámetro de la circunferencia primitiva y el número de dientes.

• Paso diametral es la razón entre el número de dientes y el diámetro de paso. videntemente módulo y pdiametral son inversos.

• Adendo es la distancia radial entre el tope del diente y la circunferencia primitiva.

•

Dedendo es la distancia radial desde la circunferencia primitiva hasta la circunferencia de base.

• Altura total es la suma del dedendo mas el adendo.

•Circunferencia de holgura es la circunferencia tangente a la del adendo cuando los dientes están conectados.

•Holgura es la diferencia entre el dedendo y el adendo.

•Juego es la diferencia entre el ancho del espacio y el grueso del diente.

• Anchura de cara es la longitud de los dientes en la dirección a!ial.

•Cara es la superficie lateral del diente limitada por la circunferencia primitiva y la circunferencia de adendo.

•Flanco es la superficie lateral del diente limitada por la circunferencia primitiva y la circunferencia de dedendo.

•Superficie de fondo es la superficie de la parte inferior del espacio comprendido entre dientes contiguos.

•Radio de entalle es el radio de la curva de empotramiento del diente en el engranaje.

• Ángulo de acción es el ángulo que gira el engranaje desde que entran en contacto un par de dientes hasta qtermina su contacto.

• Ángulo de aproimación es el ángulo que gira un engranaje desde el instante en el que dos dientes entran contacto" hasta que ambos dientes entran en contacto en el punto correspondiente al diámetro primitivo.

• Ángulo de ale!amiento es el ángulo que gira un engranaje desde que los dientes están en contacto en el puncorrespondiente al diámetro primitivo hasta que se separan.

Ti%os #e e!(ra!es.La principal clasificación de los engranajes se efect8a seg8n la disposición de sus ejes de

rotación y seg8n los tipos de dentado. 'eg8n estos criterios e/isten los siguientes tipos de Ángulo de acción = Ángulo de

aproximación + Ángulo de alejamiento.


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engranajesI

E!(ra!a)es es%eciales.

• il$ndricos de dientes rectos

• il$ndricos de dientes helicoidales

• Doble helicoidales

E)es %er%e!#iculares

• Eelicoidales cruzados

• ónicos de dientes rectos

• ónicos de dientes helicoidales

• ónicos hipoides

• De rueda y tornillo sinf$n

or a%licacio!es es%eciales se %ue#e! citar

• lanetarios

• nteriores

• De cremallera

or la &or,a #e tra!s,itir el ,ovi,ie!to se %ue#e! citar

• "ransmisión simple

• "ransmisión con engranaje loco

• "ransmisión compuesta. "ren de engranajes

Tra!s,isi! ,e#ia!te ca#e!a o %olea #e!ta#a

• Gecanismo pi0ón cadena

• olea dentada

Teor/a #e los e!(ra!es.


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1n tren de engranajes es un mecanismo formado por varios pares de engranajesacoplados de tal forma #ue el elemento conducido de uno de ellos es el conductor del

siguiente. 'uele denominarse como la cadena cinemática formada por varias ruedas #ue

ruedan sin deslizar entre s$J o bien como cual#uier sistema de ejes y ruedas dentadas#ue incluya más de dos ruedas o tándem de ejes y ruedas dentadas. %n la :igura ( se

muestra un ejemplo genérico de un sistema de engranaje o tren de engranajes.

!eneralmente se recurre a ellos por#ue no es posible establecer una determinadarelación de transmisión entre dos ejes mediante un solo par de ruedas dentadas; otambién porque se desea obtener un mecanismo con relación detransmisión variable, lo que tampoco es posible con un solo par de ruedas.

:igura (. %jemplo de "ren de engranajes


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TIOS DE ENGRANES.Rectos.

Ele,e!tos #e u! e!(ra!a)e.

Re%rese!taci! #el #es%la0a,ie!to #el %u!to #e e!(ra!e e! u! e!(ra!a)e recto.

Los engranajes cil$ndricos rectos son el tipo de engranaje más simple y corriente #ue e/iste.

'e utilizan generalmente para velocidades pe#ue0as y mediasJ a grandes velocidades, si no

son rectificados, o ha sido corregido su tallado, producen ruido cuyo nivel depende de la

velocidad de giro #ue tengan.


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r,ulas co!structivas #e los e!(ra!a)es rectos

Di2,etro %ri,itivoI

"#uloI

aso circularI

N3,ero #e #ie!tesI

Di2,etro e4teriorI

Es%esor #el #ie!teI

Di2,etro i!teriorI

ie #el #ie!teI

Ca'e0a #el #ie!teI M

Altura #el #ie!teI

Dista!cia e!tre ce!trosI

Ecuaci! (e!eral #e tra!s,isi!I


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Helicoi#ales

E!(ra!a)e $elicoi#al

Los engranajes cil$ndricos de dentado helicoidal están caracterizados por su dentado

oblicuo con relación al eje de rotación. %n estos engranajes el movimiento se transmite de

modo igual #ue en los cil$ndricos de dentado recto, pero con mayores ventajas. Los ejes de

los engranajes helicoidales pueden ser paralelos o cruzarse, generalmente a ;*K. ara

eliminar el empuje a/ial el dentado puede hacerse doble helicoidal.

Los engranajes helicoidales tienen la ventaja #ue transmiten más potencia #ue los rectos, y

también pueden transmitir más velocidad, son más silenciosos y más duraderosJ además,

pueden transmitir el movimiento de ejes #ue se corten. De sus inconvenientes se puede

decir #ue se desgastan más #ue los rectos, son más caros de fabricar y necesitan

generalmente más engrase #ue los rectos.

Lo más caracter$stico de un engranaje cil$ndrico helicoidal es la hélice #ue forma, siendo

considerada la hélice como el avance de una vuelta completa del diámetro primitivo del

engranaje. De esta hélice deriva el ángulo #ue forma el dentado con el eje a/ial. %ste

ángulo tiene #ue ser igual para las dos ruedas #ue engranan pero de orientación contraria, o

seaI uno a derechas y el otro a iz#uierda. 'u valor se establece a priori de acuerdo con la

velocidad #ue tenga la transmisión, los datos orientativos de este ángulo son los siguientesI

9elocidad lentaI M 3)K 5 (*K6

9elocidad normalI M 3()K 5 4)K6

9elocidad elevadaI M +*K

Las relaciones de transmisión #ue se aconsejan son más o menos parecidas a las de los

engranajes rectos.

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Empuje_axial&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Empuje_axial&action=edit&redlink=1


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Fórmulas constructivas de los engranajes helicoidales cilíndricos

omo consecuencia de la hélice #ue tienen los engranajes helicoidales su proceso de

tallado es diferente al de un engranaje recto, por#ue se necesita de una transmisión

cinemática #ue haga posible conseguir la hélice re#uerida. &lgunos datos dimensionales de

estos engranajes son diferentes de los rectos.

uego de engranajes helicoidales

Di2,etro e4teriorI

Di2,etro

%ri,itivoI "#ulo

!or,al o realI aso

!or,al o realI

5!(ulo #e la $6liceI

aso #e la $6liceI

"#ulo circular o a%are!teI


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aso circular a%are!teI

aso a4ialI

N3,ero #e #ie!tesI

Los demás datos tales como adendum, dedendum y distancia entre centros, son los mismos

valores #ue los engranajes rectos.

Engranajes helicoidales dobles

%ste tipo de engranajes fueron inventados por el fabricante de automóviles francés &ndré

itroHn, y el objetivo #ue consiguen es eliminar el empuje a/ial #ue tienen los engranajes

helicoidales simples. Los dientes de los dos engranajes forman una especie de 9.

Los engranajes dobles son una combinación de hélice derecha e iz#uierda. %l empuje a/ial

#ue absorben los apoyos o cojinetes de los engranajes helicoidales es una desventaja de

ellos y ésta se elimina por la reacción del empuje igual y opuesto de una rama simétrica de

un engrane helicoidal doble.

1n engrane de doble hélice sufre 8nicamente la mitad del error de deslizamiento #ue el de

una sola hélice o del engranaje recto. "oda discusión relacionada a los engranes

helicoidales sencillos 3de ejes paralelos6 es aplicable a los engranajes helicoidales dobles,

e/ceptuando #ue el ángulo de la hélice es generalmente mayor para los helicoidales dobles,

puesto #ue no hay empuje a/ial.

on el método inicial de fabricación, los engranajes dobles, conocidos como engranajes deespina, ten$an un canal central para separar los dientes opuestos, lo #ue facilitaba su

mecanizado. %l desarrollo de las má#uinas talladoras mortajadoras por generación, tipo

'yCes, hace posible tener dientes continuos, sin el hueco central. omo curiosidad, la

empresa itroHn ha adaptado en su logotipo la huella #ue produce la rodadura de los

engranajes helicoidales dobles.

http://es.wikipedia.org/wiki/Andr%C3%A9_Citro%C3%ABnhttp://es.wikipedia.org/wiki/Andr%C3%A9_Citro%C3%ABnhttp://es.wikipedia.org/wiki/Citro%C3%ABnhttp://es.wikipedia.org/wiki/Logotipohttp://es.wikipedia.org/wiki/Andr%C3%A9_Citro%C3%ABnhttp://es.wikipedia.org/wiki/Andr%C3%A9_Citro%C3%ABnhttp://es.wikipedia.org/wiki/Citro%C3%ABnhttp://es.wikipedia.org/wiki/Logotipo


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C!icos.

%ngranaje cónico

'e fabrican a partir de un tronco de cono, formándose los dientes por fresado de su

superficie e/terior. %stos dientes pueden ser rectos, helicoidales o curvos. %sta familia de

engranajes soluciona la transmisión entre ejes #ue se cortan y #ue se cruzan. Los datos decálculos de estos engranajes están en prontuarios espec$ficos de mecanizado.

Engranajes cónicos de dientes rectos

%fect8an la transmisión de movimiento de ejes #ue se cortan en un mismo plano,

generalmente en ángulo recto, por medio de superficies cónicas dentadas. Los dientes

convergen en el punto de intersección de los ejes. 'on utilizados para efectuar reducción de

velocidad con ejes en ;*O. %stos engranajes generan más ruido #ue los engranajes cónicos

helicoidales. 'e utilizan en transmisiones antiguas y lentas. %n la actualidad se usan muy

Engranaje cónico helicoidal

'e utilizan para reducir la velocidad en un eje de ;*O. La diferencia con el cónico recto es

#ue posee una mayor superficie de contacto. %s de un funcionamiento relativamente

silencioso. &demás pueden transmitir el movimiento de ejes #ue se corten. Los datos

constructivos de estos engranajes se encuentran en prontuarios técnicos de mecanizado. 'e

mecanizan en fresadoras especiales.

Engranaje cónico hipoide


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1n engranaje hipoide es un grupo de engranajes cónicos helicoidales formados por un

pi0ón reductor de pocos dientes y una rueda de muchos dientes, #ue se instala

principalmente en los veh$culos industriales #ue tienen la tracción en los ejes traseros.

"iene la ventaja de ser muy adecuado para las carrocer$as de tipo bajo, ganando as$ mucha

estabilidad el veh$culo. or otra parte la disposición helicoidal del dentado permite un

mayor contacto de los dientes del pi0ón con los de la corona, obteniéndose mayor robustez

en la transmisión. 'u mecanizado es muy complicado y se utilizan para ello má#uinas

talladoras especiales 3!leason6

C!icos e! es%iral.

%l engranaje cónico espiral tiene dientes curvos oblicuos. 'e da un ángulo espiral a los

dientes de manera #ue el avance de la cara sea mayor #ue paso circular, lo #ue produce un

contacto continuo de l$nea de paso en el plano de los ejes del engranaje. on esto se

consigue una operación suave para un menor n8mero de dientes en el pi0ón en el caso de

los engranajes cil$ndricos rectos de Perol #ue no tiene un contacto continuo de l$nea de

paso.

&demás, en los engranajes cónicos espirales el contacto del diente se inicia en un e/tremo

del diente y avanza en forma oblicua atravesando la cara del diente, lo #ue contrasta con la

acción del diente en los engranajes cónico rectos o Perol en los #ue el contacto se produce

al mismo tiempo en todo lo ancho de la cara del diente. %n consecuencia, los engranajes

cónico espirales tienen una acción más suave #ue el engranaje cónico recto y Perol y son

especialmente indicados para el trabajo a altas velocidades.

Hi%oi#ales.

Durante cierto tiempo los engranajes espirales se utilizaron e/clusivamente en las

transmisiones de los ejes traseros de los automóviles. %n (;4) !leason introduzco el

engranaje hiperbólico #ue lo reemplazo en esta aplicación. %stos son de apariencia

semejante a los cónicos espirales e/cepto #ue el eje del pi0ón esta desplazado con respecto

a la corona de manera #ue los ejes no se interceptan. ara poder tener este descentramiento


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a la vez #ue se mantiene el contacto de la l$nea, la superficie de contacto de un engranaje

hipoidal se apro/ima a un hiperboloide de revolución en vez de a un cono como en los

engranajes cónicos.

%l descentramiento es una ventaja e las aplicaciones automotrices debido a #ue permite bajar la flecha de los cardan, lo #ue a su vez permite bajar la carrocer$a. &dicionalmente,

los pi0ones hipoidales son más fuertes #ue los pi0ones cónicos espirales, debido a #ue se

pueden dise0ar de tal manera #ue el ángulo espiral del pi0ón sea mayor #ue el de la corona,


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lo #ue a su vez produce un mayor diámetro del pi0ón y más fuerte como resultado, #ue en

el pi0ón cónico correspondiente.

?tra diferencia es #ue los engranajes hipoidales tienen efecto deslizante a lo largo de los

dientes en tanto #ue los engranajes cónicos espirales no la tienen. Los engranajes hipoidales

act8an más silenciosamente y se pueden emplear en relaciones mayores de velocidades #ue

los engranajes cónicos espiralesJ aparte de #ue los engranajes hipoidales pueden ser

esmerilados perfectamente.

Coro!a co! tor!illo si!&/!.

Tor!illo si! &i! #e ,o!tacar(as

%s un mecanismo dise0ado para transmitir grandes esfuerzos, y como reductores de

velocidad aumentando la potencia de transmisión. !eneralmente trabajan en ejes #ue se

cruzan a ;*K. "iene la desventaja de no ser reversible el sentido de giro, sobre todo en

grandes relaciones de transmisión y de consumir en rozamiento una parte importante de la

potencia. %n las construcciones de mayor calidad la corona está fabricada de bronce y el

tornillo sin fin, de acero templado con el fin de reducir el rozamiento. %ste mecanismo sitransmite grandes esfuerzos es necesario #ue esté muy bien lubricado para matizar los

desgastes por fricción.

%l n8mero de entradas de un tornillo sin fin suele ser de una a ocho. Los datos de cálculo de

estos engranajes están en prontuarios de mecanizado.

Tor!illo si! &i! y coro!a (l'icos

on el fin de convertir el punto de contacto en una l$nea de contacto y as$ distribuir mejor

http://es.wikipedia.org/wiki/Acerohttp://es.wikipedia.org/wiki/Acerohttp://es.wikipedia.org/wiki/Mecanizadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Acerohttp://es.wikipedia.org/wiki/Mecanizado


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la fuerza a transmitir, se suelen fabricar tornillos sin fin #ue engranan con una corona

glóbica.

?tra forma de distribuir la fuerza a transmitir es utilizar como corona una rueda helicoidal y

hacer el tornillo sin fin glóbico, de esta manera se consigue aumentar el n8mero de dientes

#ue están en contacto. :inalmente también se produce otra forma de acoplamiento donde

tanto el tornillo sin fin como la corona tienen forma glóbica consiguiendo mejor contacto

entre las superficies.

"eca!i0a#o #e coro!as y tor!illos si! &i!

%l mecanizado de las coronas de engranaje de tornillo sin fin se puede realizar por medio de

fresas normales o por fresas madre. %l diámetro de la fresa debe coincidir con el diámetro

primitivo del tornillo sin fin con la #ue engrane si se desea #ue el contacto sea lineal. %l

mecanizado del tornillo sin fin se puede hacer por medio de fresas bicónicas o fresasfrontales. "ambién se pueden mecanizar en el torno de forma similar al roscado de un

tornillo. ara el mecanizado de tornillos sin fin glóbicos se utiliza el procedimiento de

generación #ue tienen las má#uinas :elloFs.

De cremallera

%l mecanismo de cremallera aplicado a los engranajes lo constituyen una barra con dientes

cual es considerada como un engranaje de diámetro infinito y un engranaje de diente recto d

menor diámetro, y sirve para transformar un movimiento de rotación del pi0ón en un movimient

lineal de la cremallera. Quizás la cremallera más conocida sea la #ue e#uipan los tornos para

desplazamiento del carro longitudinal.

Figura de cremallera


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mecanismo es un método

ransmisión muy utilizado porque permite transmitir un movimiento giratorio entre dos ejes paralelos,

ndo lo importante sea evitar el

El mecanismo consta

cadena

eslabones

sin n!cerrada"

engranan con

de una

cuyos ruedas

dentadas !pi#ones" que están unidas a

los ejes de los mecanismos conductor y conducido.

Transmisión mediante cadena o polea dentada

Mecanismo piñón cadena

Las cadenas empleadas en esta transmisión suelen tener libertad de movimiento solo en

una dirección y tienen #ue engranar de manera muy precisa con los dientes de los

pi0ones. Las partes básicas de las cadenas sonI placa lateral, rodillo y pasador. Las

ruedas dentadas suelen ser una placa de acero sin cubo 3aun#ue también las hay de

%ste sistema aporta beneficios sustanciales respecto al sistema correa5polea, pues alemplear cadenas #ue engranan en los dientes de los pi0ones se evita el deslizamiento #ue

se produc$a entre la correa y la polea. resenta la gran ventaja de mantener la relación de

transmisión constante 3pues no e/iste deslizamiento6 incluso transmitiendo grandes

potencias entre los ejes 3caso de motos y bicicletas6, lo #ue se traduce en mayor eficiencia

mecánica 3mejor rendimiento6. &demás, las cadenas no necesitan estar tan tensas como las

correas, lo #ue se traduce en menores aver$as en los rodamientos de los pi0ones.

resenta el inconveniente de ser más costoso, más ruidoso y de funcionamiento menos

fle/ible, al no permitir la inversión del sentido de giro ni la transmisión entre ejes

cruzadosJ además necesita una lubricación 3engrase6 adecuada

Figura 6.17. Juego de pi"ones de #icicleta


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olea #e!ta#aara la transmisión entre dos ejes #ue

estén separados a una distancia donde no sea

económico o técnicamente imposible montar

una transmisión por engranajes se recurre a un

montaje con poleas dentadas #ue mantienen las

mismas propiedades #ue los engranajes es decir,

#ue evitan el patinamiento y mantienen e/actitud

en la relación de transmisión.

Los datos más importantes de las poleas dentadas sonI

N8mero de dientes aso

&ncho de la polea

%l paso es la distancia entre los centros de las ranuras y se mide en el c$rculo de paso de la

polea. %l c$rculo de paso de la polea dentada coincide con la l$nea de paso de la banda

correspondiente.

Las poleas dentadas se fabrican en diversos materiales tales como aluminio, acero y

fundición.

Todos los tipos de engranajes citados, se resumen en las tres clases o tipossiguientes$

% Engranajes cil&ndricos

% Engranajes cónicos

% Tornillo sin n

Figura 6.18. $ransmisión por

poleas dentadas


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CAMPO DE APLICACIÓN DE LOS ENGRANAJES l campo de aplicación de los engranajes es prácticamente ilimitado. Los encontramosen las centrales de producción de energía el#ctrica" hidroel#ctrica y en los elementosde transporte terrestre$ locomotoras" automotores" camiones" automóviles" transportemarítimo en toques de todas clases" aviones" en la industria siderúrgica$ laminadores"transportadores" etc." minas y astilleros" fábricas de cemento" grúas" montacargas"

máquinas%herramientas" maquinaria te!til" de alimentación" de vestir y calzar" industriaquímica y farmac#utica"etc." hasta los más simples movimientos de accionamientomanual. &oda esta gran variedad de aplicaciones del engranaje puede decirse que tienepor única finalidad la transmisión de la rotación o giro de un eje a otro distinto"reduciendo o aumentando la velocidad del primero 'lgunos otros ejemplos son$

Bomba hid!"#ica(na bomba hidráulica es un dispositivo tal que recibiendo energía mecánica de unafuente e!terior la transforma en una energía de presión transmisible de un lugar a otrode un sistema hidráulico a trav#s de un líquido cuyas mol#culas est#n sometidas

precisamente a esa presión. Las bombas hidráulicas son los elementos encargados deimpulsar el aceite o líquido hidráulico" transformando la energía mecánica rotatoriaen energía hidráulicaCa$a de %e#ocidadesn los vehículos "la caja de cambios o caja de velocidades es el elemento encargadode acoplar el motor y el sistema de transmisión con diferentes relaciones de engranes oengranajes" de tal forma que la misma velocidad de giro del cig)e*al puede convertirseen distintas velocidades de giro en las ruedas. l resultado en la ruedas de traccióngeneralmente es la reducción de velocidad de giro e incremento del torque.

Los dientes de los engranajes de las cajas de cambio son helicoidales y sus bordesestán redondeados para no producir ruido o rechazo cuando se cambia de velocidad.La fabricación de los dientes de los engranajes es muy cuidada para que sean de granduración

http://es.wikipedia.org/wiki/Veh%C3%ADculohttp://es.wikipedia.org/wiki/Motorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Transmisi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Velocidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cig%C3%BCe%C3%B1alhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ruedahttp://es.wikipedia.org/wiki/Torquehttp://es.wikipedia.org/wiki/Veh%C3%ADculohttp://es.wikipedia.org/wiki/Motorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Transmisi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Velocidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cig%C3%BCe%C3%B1alhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ruedahttp://es.wikipedia.org/wiki/Torque


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O2 r2

Pr3

O3

CALCULO CINE"ATICO DE TRENES DE ENGRANA7E

Easta el momento se ha estudiado los diferentes tipos de engranajes y su nomenclatura, pero desde el

punto de vista del estudio cinemático de estos elementos de má#uinas solo se ha tratado la relación de

transmisión.

'e ha definido la relación de transmisión 3i6 como la relación e/istente entre las velocidades angulares

de las ruedas #ue forman un engranaje, esto esI

i = ω

4

ω +

ara un engranaje como el mostrado en la figura ( la relación e/istente entre el diámetro de la

circunferencia primitiva y el módulo es m = d

, luego para cada una de las ruedas se obtendráI z

m = d

2; m

= d

33

2 3

:igura (.

2 z z


25/33

puesto #ue el espesor del diente medido sobre la circunferencia primitiva 3y por lo tanto el ancho del

hueco6 debe ser igual en las dos ruedas para #ue estas puedan engranarJ y este valor es igual a la mitad

del paso circularI

luego m2 = m3 =m. %s decir, para #ue dos ruedas engranen sus módulos han de ser iguales.

or otra parte, atendiendo a la ley fundamental de engraneI

y como d 3= m ⋅ z

3y d

2= m ⋅ z

2, se deduce #ue la relación de transmisión puede calcularse

por

medio de la siguiente e/presiónI


26/33


27/33

'(

vp

Calculo cinemático de tren de engranes

+

44+

++44

+

+

4

4

++44+

+4

444

Z

Z

Z M D y Z M D Z

D M

Z

D M

D D D

v D

v p p

ω ω

ω ω ω ω

=

×=×=⇒==

×=×⇒×=×=

"renes de %ngranes


28/33

4

)

4)4

+

4

>

+

)

>)

>

)

>)+

>

+>4

+

4+

>

)

)

>

+

>

>

+

4

+

+

4

ω ω ω ω

ω ω ω ω ω ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

==

===

===

→==⇒=

==

===

+

4

)

>

4

)4

+

4

)

>)

>

)

>)4

+

4+

>

)

)

>>+

4

+

+

4

Z

Z

Z

Z e

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

ω

ω ω ω

ω ω ω ω

ω

ω ω ω

ω

ω


29/33

e$ )elación de velocidades

Relación undamental de trenes de engranes

Trenes de Engranes * +rdinarios -ompuestos


30/33

'

(

/

0rimer caso de engrane epicicloidal

63

63

> +4

4(

+

4

4

>

Z Z

Z Z

Z

Z

+

−=

ω

ω


31/33

'egundo caso de engrane epicicloidal

63463

444

4

44444

44

+4

4

4

>

+4

4

>

4

>

4

+44

4

+4+

4+>4+>

+

+

4

4

(

(

>

4

4

>

>>

+

+

44

>>

++

+4

+

4++

44

Z Z

Z

Z Z

Z

D

D

D Z

Z D D

Z

Z D D

D D D D D D

Z

D

Z

D

Z

D M

D

D

D D

D

D D D

D

D D

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−

=⇒

−

=

=−⇒=

=+⇒=+

====

==

==

ω

ω

ω

ω

ω ω ω ω

ω ω ω ω


32/33

6363 (4

4

+(

+

4

>

Z Z

Z

Z Z

Z

−+

=

ω

ω


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trabajo final de desarrollo humano

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