3-Engranes 3.1-Analisis de fuerzas en engranes rectos, helicoidales, cónicos y sinfíncorona
Engranes rectos Los engranajes cilíndricos rectos son el tipo de engranaje más simple y corriente que existe. Se utilizan generalmente para velocidades pequeñas y medias; a grandes velocidades, si no son rectiicados, o !a sido corregido su tallado, producen ruido cuyo nivel depende de la velocidad de giro que tengan.
"elocidad lenta#
"elocidad normal#
"elocidad elevada# $ay dos tipos de engranajes, los llamados de diente normal y los de diente corto cuya altura es más pequeña que el considerado como diente normal. En los engranajes de diente corto, la ca%eza del diente vale & pie del diente vale &
', y la altura del
' siendo el valor de la altura total del diente &
'.
Engranes !elicoidales Los engranajes cilíndricos de dentado !elicoidal están caracterizados por su dentado o%licuo con relaci(n al eje de rotaci(n. En estos engranajes el movimiento se transmite de modo igual que en los cilíndricos de dentado recto, pero con mayores ventajas. Los ejes de los engranajes !elicoidales pueden ser paralelos o cruzarse, generalmente a )*+. ara eliminar el empuje axial el dentado puede !acerse do%le !elicoidal.
-i%ujo de la involuta de un engrane !elicoidal.
Engranes c(nicos Se a%rican a partir de un trozo de cono, ormándose los dientes por resado de su supericie exterior. Estos dientes pueden ser rectos, !elicoidales o curvos. Esta amilia de engranajes soluciona la transmisi(n entre ejes que se cortan y que se cruzan. En las iguras se aprecian un par de engranes c(nicos para ejes que se cortan y un par de engranes c(nicos !ipoidales de diente curvo para ejes que se cruzan. Se muestra tam%in la soluci(n de Leonardo para ejes en esta posici(n.
Engranes sinín/corona En ingeniería mecánica se denomina tornillo sin in a una disposici(n que transmite el movimiento entre ejes que están en ángulo recto. 0ada vez que el tornillo sin in da una vuelta completa, el engranaje avanza un n1mero de diente igual al n1mero de entradas del sinin. El tornillo sin in es un mecanismo irreversi%le. &02y32' 0on el tornillo sin in y rueda dentada podemos transmitir uerza y movimiento entre ejes perpendiculares. La velocidad de giro del eje conducido depende del n1mero de entradas del tornillo y del n1mero de dientes de la rueda.
Si el tornillo es de una sola entrada, cada vez que ste de una vuelta avanzará un diente. La expresi(n por la que se rige este mecanismo es similar a la indicada anteriormente para las ruedas dentadas teniendo en cuenta el n1mero de entradas del tornillo como elemento motor en este caso -(nde# •
n4 n1mero de vueltas.
•
54 n1mero de dientes de la rueda conducida.
•
e4 n1mero de entradas del tornillo sin in.
6eniendo
en
cuenta
que e es
muc!o
menor
que z la relaci(n
de
transmisi(n siempre será menor por lo que actuará como un reductor de velocidad.
3.2-Esfuerzos en dientes
Las principales partes de los dientes de un engranaje.
aso 0ircular c es la distancia desde un punto de un diente !asta el punto correspondiente de un diente adyacente, medida so%re la circunerencia primitiva. -onde -4 diámetro primitivo y 74 n1mero de dientes del engranaje. aso -iametral d es el n1mero de dientes de un engranaje por pulgada de
diámetro. Línea de engranaje es una línea normal al peril de un par de dientes engranados,
en
su
punto
de
contacto.
8ngulo de resi(n 9 es el ángulo entre la línea y la tangente com1n a las circunerencias
primitivas.
unto de 6angencia es el punto de tangencia de las circunerencias primitivas. :az(n de las velocidades angulares &o raz(n de transmisi(n' es la raz(n de la
velocidad angular del piñ(n a la velocidad angular del engranaje acoplado. La raz(n de las velocidades angulares es inversamente proporcional a la raz(n de los n1meros de dientes de los dos engranajes y para el caso de engranajes rectos es tam%in proporcional a la raz(n de los diámetros primitivos. 3.3-Normas y codigos de diseño
=ndustrial ?asteners =nstitute &=?=' 7ational @ureau o Standards &7@S' Society o utomotive Engineers &SE' 3.-A!licaciones engranes en sistemas
-esde el min1sculo reloj de pulsera al motor de un transatlántico, son innumera%les los mecanismos que cumplen su cometido gracias a los engranajes. Sistema mecánico %asado en ruedas dentadas que sirve para transmitir el movimiento de rotaci(n de un eje a otro, invirtiendo eventualmente sentido o modiicando su velocidad angular. 2ecanismo dierencial. El mecanismo dierencial está constituido por una serie de engranajes dispuestos de tal orma que permite a las dos ruedas motrices de los ve!ículos girar a velocidad
distinta
0aja de velocidades
cuando
circulan
por
una
c u r v a .
Los dientes de los engranajes de las cajas de cam%io son !elicoidales y sus %ordes están redondeados para no producir ruido o rec!azo cuando se cam%ia de velocidad.
:eductores de velocidad
El reductor %ásico está ormado por mecanismo de tornillo sin in y corona. En este tipo de mecanismo el eecto del rozamiento en los lancos del diente !ace que estos engranajes tengan los rendimientos más %ajos de todas las transmisiones; dic!o rendimiento se sit1a entre un A* y un )*B aproximadamente, dependiendo de las características del reductor y del tra%ajo al que está sometido.
