trenes de engranage
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Trenes de engranes
• INTRODUCCIÓN• CLASIFICACIÓN DE LOS ENGRANES• NOMENCLATURA DE LOS DIENTES DE UN
ENGRANE
• CONSIDERACIONES SOBRE ENGRANAJES
DIVISIÓN ACADÉMICA DE MECÁNICA INDUSTRIAL
• INTRODUCCIÓN
También llamados engranaje, rueda o cilindro
dentado. Son los dispositivos mecánicos más
ampliamente utilizados para transmitir rotación
entre dos ejes con una relación de velocidades
constante.
Desde el minúsculo reloj de pulsera al motor de un trasatlántico, son
innumerables los mecanismos que cumplen su cometido gracias a los
engranajes.
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GENERALIDADES DE LOS ENGRANES
La parte dentada del engrane
se denomina corona y el centro
unido al eje se denomina cubo.
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Los engranes pueden ser
elaborados completamente sólidos
o con ciertos diseños en ellos
(huecos) los cuales dependen de la
aplicación o el uso de estos.
La principal ventaja es que no patinan
como las poleas, con lo que se obtiene
exactitud en la relación de transmisión.
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Los trenes de engranes están
formados por dos ó más
engranes, el mayor se denomina
rueda y el menor piñón.
Uno de ellos está conectado a un eje que tiene la fuente de energía
(engrane motor) y la otra está conectada al eje que debe de recibir el
movimiento del eje motor (engrane conducido).
Dos engranes que están unidos
giran en sentido contrario.
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Cuando dos engranes que tienen el mismo diámetro giran, estos lo hacen con
la misma velocidad y fuerza.
MATERIALES DE ELABORACIÓN DE ENGRANESAdemás de plástico y del acero, se emplean engranes fabricados en fundición
como el aluminio.
Cuando los esfuerzos a transmitir son importantes, y las exigencias de
durabilidad y resistencia al desgaste son demandantes, se suelen emplear
engranes sometidos a un tratamiento de templado, con un proceso posterior de
cementación que incremente aún más su dureza superficial.
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• CLASIFICACIÓN DE LOS ENGRANES
Según la situación de los dientes:
Engranes Interiores
Engranes Exteriores
Según la forma de los dientes:
Engranes de Dientes Rectos
Engranes de Dientes Helicoidales
Según la forma de engranajes:
Engrane Cilíndrico, Cónico, de Tornillo
Sinfín y de Cremallera
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Según la situación de los dientes
Engranes Exteriores Engranes Interiores
Según la forma de los dientes
Engranes de Dientes Rectos Engranes de Dientes Helicoidales
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Según la forma de engranajes
Engranes Cilíndricos Engranes Cónicos
Engranajes de Tornillo Sinfín Engranajes de Cremallera
EJEMPLOS DE ENGRANAJES
Son el tipo de engranaje más simple ycorriente que existe. Consiste en unarueda con dientes paralelos al ejetallados en su perímetro. Se utilizangeneralmente para velocidad pequeñasy medias; a grandes velocidadesproducen ruido.
Engranaje de dientes rectos
Presentan un dentado oblicuo conrelación al eje de rotación. Con relaciónal tipo anterior (dientes rectos), estetipo de engranaje transmite máspotencia y velocidad. Son massilenciosos y duraderos. Su principalinconveniente es que se desgastan más,son mas caros de fabricar y necesitanmás engrase.
Engranaje cilíndrico de dientes helicoidales
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También son llamados de espina depescado. Son una combinación de hélicederecha e izquierda y su principalventaja es que sufre menosdeslizamiento en comparación con el deuna sola hélice o el engrane de dientesrectos.
Engranaje helicoidal doble
Son idénticos a los engraneshelicoidales, pero están montados enejes que no son paralelos. Transmitenrotaciones de ejes a cualquier ángulo
(flechas a 90°). Debido al cambio en lasproporciones de los diámetros, tambiéncambian la velocidad y fuerza en el girode sus ejes.
Engranaje helicoidal cruzado
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Transmiten movimiento entre ejes que secortan en un mismo plano en ángulorecto. Son sencillos de construir, puedentransmitir grandes potencias y estánnormalizados. Una desventaja es quegeneran bastante ruido.
Engranaje cónico de dientes rectos
Se utilizan para reducir la velocidad enun eje de 90°. A diferencia del cónicorecto este posee una mayor superficiede contacto y es muy silencioso.
Engranaje cónico de dientes helicoidales
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Grupo de engranajes cónicoshelicoidales formados por un piñónreductor de pocos dientes y una ruedade muchos dientes. Es muy similar al tipocónico de dientes helicoidales pero lagran diferencia es el piñón.
Engranaje cónico hipoide
Fue diseñado para transmitir grandesesfuerzos y también se utiliza comoreductor de velocidad aumentando eltorque en la transmisión. Trabaja en ejesque se cruzan a 90° y tiene la desventajaque su sentido de giro no es reversible.Es necesario que se mantenga bienlubricado para matizar los desgastespor fricción.
Engranaje de rueda y tornillo sin fin
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Tambien llamados engranes interiores oanulares, son una variante del engranerecto. Suelen ser impulsados por unpiñón Debido a que tienen más dientesen contacto que los otros tipos dereductores, son capaces de transferir y/osoportar más torque. Su desventaja esque son muy afectos a la fricción.
Engranajes planetarios
Lo constituye una barra con dientes(engranaje de diámetro infinito) y unengranaje de diente recto de menordiámetro. Transforma el movimiento derotación del piñón en un movimientolineal de la cremallera o viceversa.
Mecanismo de cremallera
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Muchas veces es necesario que dos ejes giren en el mismo sentido. Paraconseguir este objetivo se intercalan entre dos engranajes un tercerengranaje que gira libre en un eje en el cual mantiene el sentido de giro deleje conducido. Hace la función de conducida y motora al mismo tiempo.
Engranaje loco o intermedio
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• NOMENCLATURA DE LOS DIENTES DE UN ENGRANE
- Número de dientes (N )- Diámetro de paso (d )- Cabeza – Addendum (a )- Raíz – Deddendum (b )- Profundidad total (h )- Claro (c )- Radio de paso (r )- Espesor de diente (t )
- Paso base (pb )
- Paso circular (pc )- Módulo (m )- Paso diametral (P )
Paso circular: �� =��
�(1)
Paso base: �� = ������ (2)
Paso diametral : � =�
�(3)
Módulo : � =�
�(4)
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La razón de velocidad angular entre los engranes de un engranaje (o tren
de engranes) debe mantenerse constante a través del acoplamiento.
�������������������� = �������������������� (5)
De esta forma, la razón de velocidad es igual a la razón del radio de paso
del engrane de entrada dividido entre el radio de paso del engrane de
salida:
�� =����������
����������=
����������
����������(6)
RV > 1 (Reducción)
RV < 1 (Incremento)
También llamada relación de transmisión, es la relación que existe entre
las velocidades de rotación de los dos engranes:
� =����������
����������=
����������
����������(7)
• CONSIDERACIONES SOBRE ENGRANAJES
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- Ángulo de presión (φ)
- Distancia entre centros (C)
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TAREA 1:
1. Un piñón de paso 8, con 18 dientes, engrana con una corona de 64
dientes. El piñón gira a 2450 rpm. Calcule lo siguiente:
a) Distancia entre centros
b) Modulo
c) Relación de velocidades
d) Velocidad de la corona
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