4.1 Nomenclatura y clasificación de engranes Se denomina engrane o rueda dentada al mecanismo que es utilizado para transmitir la potencia generada de un componente a otro dentro de una máquina. Los engranajes están formados por 2 ruedas dentadas de las cuales a la mayor se le denomina como corona y a la menor como piñón. Una de las principales funciones de un engrane es el conducir un movimiento circular de un eje a otro eje situado a una distancia para que este haga algún trabajo, el engrane que está conectado al eje que produce el movimiento, se le conoce como engranaje motor, y la que está conectada al eje que tiene que hacer un trabajo se llama engranaje conducido. Cuando el sistema está compuesto por más de 2 engranes, este se denomina tren de engranes.
Las partes que
El círculo de paso es un círculo teórico en el que por lo general se basan todos los cálculos; su diámetro es el diámetro de paso. Los círculos de paso de un par de engranes acoplados son tangentes entre sí. El paso circular es la distancia, medida sobre el círculo de paso, desde un punto en un diente a un punto correspondiente en un diente adyacente. De esta manera, el paso circular es igual a la suma del espesor del diente y del ancho del espacio. =
=
El módulo m representa la relación del diámetro de paso con el número de dientes. La unidad de longitud que suele emplearse es el milímetro. El módulo señala el índice del tamaño de los dientes en unidades del SI. =
El paso diametral P está dado por la relación del número de dientes en el engrane respecto del diámetro de paso. Por lo tanto, es el recíproco del módulo. Debido a que el paso diametral se utiliza sólo con unidades del sistema inglés, se expresa en dientes por pulgada. =
La cabeza (addendum) a se determina por la distancia radial entre la cresta y el círculo de paso. La raíz (dedendum) b equivale a la distancia radial desde el fondo hasta el círculo de paso. La altura, o profundidad total ht, es la suma de la cabeza (addendum) y la raíz (dedendum). El círculo del claro es un círculo tangente al círculo de la raíz (dedendum) del en grane acoplado. El claro c está dado por la cantidad por la que la raíz (dedendum) en un en grane dado excede la cabeza (addendum) de su engrane acoplado. El huelgo se determina mediante la cantidad por la cual el ancho del espacio de un diente excede el grosor o espesor del diente de acoplamiento medido en los círculos de paso. El lector debe demostrar la validez de las siguientes relaciones útiles:
Donde P = paso diametral, dientes por pulgada N = número de dientes d = diámetro de paso, pulgada m = módulo, mm d = diámetro de paso, mm p = paso circular
Engranes Rectos
Los engranes rectos, tienen dientes paralelos al eje de rotación. De todos los tipos, el engrane recto es el más sencillo. Se usan generalmente para velocidades medias o bajas, son muy fiables, ofrecen una relación de velocidad constante y estable, tienden a ser más eficientes si se compara con algún engranaje helicoidal del mismo tamaño, aunque no se pueden usar en velocidades altas ya que el modo en el que hacen contacto cada uno de los dientes genera ruido y no se puede transmitir potencia si los ejes no son paralelos.
Helicoidales Como los dientes en ángulo operan de forma más gradual, permiten que el funcionamiento del engrane se ejecute más suave y silenciosa comparado con los engranajes rectos, por otro lado, como hay un mayor grado de deslizamiento de fricción entre los dientes, se genera un mayor desgaste al trabajar y la necesidad de sistemas de lubricación. Son más duraderos y son ideales para aplicaciones de alta carga, y a diferencia de los engranes rectos, puede transmitir potencia en ejes que se cruzan o paralelos. Tienen un mayor coste de fabricación que los rectos.
Cónicos 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. Son utilizados para efectuar reducción de velocidad con ejes en 90°. Estos engranajes generan más ruido que los engranajes cónicos helicoidales. Se u tilizan en transmisiones antiguas y lentas. En la actualidad se usan muy poco.
Cónicos helicoidales La diferencia con el cónico recto es que posee una mayor superficie de contacto. Es de un funcionamiento relativamente silencioso. Además pueden transmitir el movimiento de ejes que se corten.
Helicoidal doble
Los engranajes dobles 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 engrane de doble hélice sufre únicamente la mitad del error de deslizamiento que el de una sola hélice o del engranaje recto. Toda discusión relacionada con los engranes helicoidales sencillos (de ejes paralelos) es aplicable a los engranajes helicoidales dobles, exceptuando que el ángulo de la hélice es generalmente mayor para los helicoidales dobles, puesto que no hay empuje axial. Con el método inicial de fabricación, los engranajes dobles, conocidos como engranajes de espina, tenían un canal central para separar los dientes opuestos, lo que facilitaba su mecanizado.
