ANÁLISIS Y SITESISIS DE MECANISMOS

INGENIERÍA ELECTROMECANICA

TRABAJO: T10 ENGRANES

ALUMNO: GARCÍA GASPAR RAUL RODRIGO

N.CONTROL: 13210257

SEMESTRE: 6TO

MAESTRO: ING. MARCO ANTONIO MARTINEZ MANRIQUEZ

Engrane

Engranaje es una rueda o cilindro dentado empleado para transmitir un movimiento

giratorio o alternativo desde una parte de una máquina a otra. Un conjunto de dos o más

engranajes que transmite el movimiento de un eje a otro se denomina tren de

engranajes. Los engranajes se utilizan sobre todo para transmitir movimiento giratorio,

pero usando engranajes apropiados y piezas dentadas planas pueden transformar

movimiento alternativo en giratorio y viceversa.

Nomenclatura

Paso circular.- es la distancia medida sobre la circunferencia de paso entre determinado

punto de un diente y el correspondiente de uno inmediato, es decir la suma del grueso del

diente y el ancho del espacio ente dos consecutivos.

En los engranes helicoidales, por su naturaleza (dientes en hélice), va a tener dos pasos,

Pn = paso circular normal

Pt = paso circular transversal

Relacionados por la siguiente ecuación

Nótese que cuando ψ = 0 entonces Pn =Pt

Donde ψ es el ángulo de hélice

Circunferencia de paso.- es un círculo teórico en el que generalmente se basan todos

los cálculos; su diámetro es el diámetro de paso.

Modulo (m).- es la relación del diámetro de paso al número de dientes

Adendo (ha).- distancia radial entre el tope del diente y la circunferencia de paso

Dedendo (hf).- es la distancia entre el fondo del espacio y la circunferencia de paso

Altura total .- es la suma del dependo y del adenda

Circunferencia de holgura.- Es la circunferencia tangente a la de adenda del otro

engrane, la holgura es la diferencia entre el adendo de un engrane y el de dendo del otro

conectado

Juego.- es el espacio entre dos dientes consecutivos y el grueso del diente del otro

engrane.

Diámetro Exterior: Es la circunferencia en la cual está inscrito el engranaje (diámetro de torneado).

Engranajes Rectos

Son engranajes cilíndricos de dientes rectos y van colíndales con el propio eje de la

rueda dentada. Se utilizan en transmisiones de ejes paralelos formando así lo que se

conoce con el nombre de trenes de engranajes. Este hecho hace que sean unos de los

más utilizados, pues no en vano se pueden encontrar en cualquier tipo de máquina:

relojes, juguetes, máquinas herramientas, etc.

En un engranaje sencillo, el eje impulsado gira en sentido opuesto al eje impulsor. Si se

desea que ambos ejes giren en el mismo sentido se introduce una rueda dentada

denominada 'rueda loca' entre el engranaje impulsor o motor y el impulsado. En

cualquier sistema de engranajes, la velocidad del eje impulsado depende del número de

dientes de cada engranaje

Rectos exteriores o simplemente rectos.-Es el tipo de engranaje más simple y

corriente, generalmente, para velocidades medias.

Fig.1

Interiores.- Pueden ser con dentado recto, helicoidal o doble-helicoidal.

Engranajes de gran aplicación en los llamados “trenes epicicloidales o

planetarios”.

Fig.2

Helicoidales.-Más silenciosos que los rectos. Se emplean siempre que se trata

de velocidades elevadas. Necesitan cojinetes de empuje para contrarrestar la

presión axial que originan.

Doble-helicoidales .- Para las mismas

aplicaciones que los helicoidales, con la ventaja sobre éstos de no producir

empuje axial, debido a la inclinación doble en sentido contrario de sus dientes.

Se les denomina también por el galicismo “á chevron”, que debe evitarse.

Fig.4

Helicoidales para ejes cruzados Pueden transmitir rotaciones de ejes a

cualquier ángulo, generalmente a 90°, para los cuales se emplean con ventaja

los de tornillo-sin-fin, ya que los helicoidales tienen una capacidad de

resistencia muy limitada y su aplicación se ciñe casi exclusivamente a

transmisiones muy ligeras (reguladores, etc.).

Fig.5

Cremallera.-Rueda cilíndrica de diámetro infinito con dentado recto o

helicoidal, Generalmente de sección rectangular.

Fig.6Engranajes Cónicos

Engranes cónicos

Los engranajes cónicos, así llamados por su forma, tienen dientes rectos y se emplean

para transmitir movimiento giratorio entre ejes no paralelos

Se utilizan para transmitir movimiento entre ejes perpendiculares, aunque también se

fabrican formando ángulos diferentes a 90 grados.

Se trata de ruedas dentadas en forma de troncos de cono, con dientes tallados en una de

sus superficies laterales. Dichos dientes pueden ser rectos o curvos (hipoides), siendo

estos últimos muy utilizados en sistemas de transmisión para automóviles.

Se fabrican a partir de un trozo de cono, formando los dientes por fresado de su

superficie exterior. Los dientes pueden ser rectos, helicoidales o curvos. Esta familia de

engranajes soluciona la transmisión entre ejes que se cortan y que se cruzan. Los

engranajes cónicos tienen sus dientes cortados sobre la superficie de un tronco de cono.

Cónico-rectos.- Efectúan la transmisión de movimiento de ejes que 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.

Fig.7

Cónico-helicoidales.-Engranajes cónicos con dientes no rectos.

Fig. 8

Cónico-espirales - En los cónico-espirales, la curva del diente en la rueda-plana,

depende del procedimiento o máquina de dentar, aplicándose en los casos de

velocidades elevadas para evitar el ruido que producirían los cónico-rectos.

Fig. 9

Cónico-hipoides (Fig. 10). — Para ejes que se cruzan, generalmente en ángulo recto,

empleados principalmente en el puente trasero del automóvil y cuya situación de ejes

permite la colocación de cojinetes en ambos lados del piñón.

Fig. 10

De tornillo-sin-fin.- Generalmente cilíndricos. Pueden considerarse derivados de los

helicoidales para ejes cruzados, siendo el tornillo una rueda helicoidal de un solo diente

(tornillo de un filete) o de varios (dos o más). La rueda puede ser helicoidal simple o

especial para tornillo-sin-fin, en la que la superficie exterior y la de fondo del diente son

concéntricas con las cilíndricas del tornillo.

Fig.11

Engranajes Helicoidales

Los dientes de estos engranajes no son paralelos al eje de la rueda dentada, sino que se

enroscan en torno al eje en forma de hélice. Estos engranajes son apropiados para

grandes cargas porque los dientes engranan formando un ángulo agudo, en lugar de 90º

como en un engranaje recto.. A veces se denominan de forma incorrecta engranajes en

espiral los engranajes helicoidales empleados para transmitir rotación entre ejes no

paralelos.

Ventajas del uso de engranajes

Presentan un comportamiento más silencioso que el de los dientes rectos usándolos

entre ejes paralelos.

Poseen una mayor relación de contacto debido al efecto de traslape de los dientes.

Pueden transmitir mayores cargas a mayores velocidades debido al embonado

gradual que poseen.

Desventajas de engranajes helicoidales

La principal desventaja de utilizar este tipo de engranaje, es la fuerza axial que este

produce, para contrarrestar esta reacción se tiene que colocar una chumacera que

soporte axialmente y transversalmente al árbol.

TIPOS

Engranajes Helicoidales de ejes paralelos

Se emplea para transmitir movimiento o fuerzas entre ejes paralelos, pueden ser

considerados como compuesto por un número infinito de engranajes rectos de pequeño

espesor escalonado, el resultado será que cada diente está inclinado a lo largo de la cara

como una hélice cilíndrica.

Engranajes Helicoidales de ejes cruzados

Son la forma más simple de los engranajes cuyas flechas no se interceptan teniendo una

acción conjugada (puede considerárseles como engranajes sinfín no envolventes), la

acción consiste primordialmente en una acción de tornillo o de cuña, resultando un alto

grado de deslizamiento en los flancos del diente.

El contacto en un punto entre diente acoplado limita la capacidad de transmisión de

carga para este tipo de engranes.

Engranajes helicoidales dobles

Los engranajes "espina de pescado" son una combinación de hélice derecha e izquierda.

El empuje axial que 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.

Un miembro del juego de engranes "espina de pescado" debe ser apto para absorber la

carga axial de tal forma que impida las carga excesivas en el diente provocadas por la

disparidad de las dos mitades del engranaje.