IV Elementos Mecánicos de Transmisión 4.3. Engranajes, Nomenclatura, Definiciones de Engranajes Rectos, Cónicos y Helicoidales 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. engranajes. Los engranajes 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
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Conceptos Básicos Básicos y Nomenclatura de de Engranes Rectos, Rectos, Cónicos y Helicoidales
______________________________________________________________________ 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 numero de dientes Adendo (ha).- distancia radial entre el tope del diente y la circunferencia circunferencia de paso Dedendo (hf).- es la distancia entre el fondo del espacio y la circunferencia circunferencia de paso Altura total .total .- es la suma del dependo y del adendo
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______________________________________________________________________ Circunferencia de holgura.- Es la circunferencia tangente a la de adendo del otro engrane, la holgura es la diferencia entre el adendo de un engrane y el dedendo 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 esta 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 utili utilizad zados, os, pues pues no en vano vano se pueden pueden encontr encontrar ar en cualqu cualquier ier tipo 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 denomina denominada da 'rueda 'rueda loca' loca' entre el engranaj engranaje e impulsor impulsor o motor y el impul impulsad sado. o. En cualquier sistema de engranajes, la velocidad del eje impulsado depende del número de dientes de cada engranaje
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Rectos exteriores o simplemente rectos.-Es rectos. -Es el tipo de engranaje más simple y corriente, generalmente, para velocidades medias.
Fig.1
Interiores.- Puede Pueden n ser con denta dentado do recto, recto, helico helicoid idal al o doble doble-he -helic licoid oidal al.. Engran Engranaj ajes es de gran gran aplica aplicació ción n en los llama llamado dos s “trene “trenes s epici epiciclo cloida idales les o planetarios”.
Fig.2
Helicoidales.Helicoidales.-Más Más silenciosos que los rectos. Se emplean siempre que se trat trata a de velo veloci cida dade des s elev elevad adas as.. Nece Necesi sita tan n coji cojine nete tes s de empu empuje je para para contrarrestar la presión axial que originan.
Fig.3
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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 Helicoidales para ejes cruzados Pueden transmitir rotaciones de ejes a cualquie cualquierr ángulo, ángulo, generalmente generalmente a 90°, para los cuales cuales se emplean emplean con ventaja los de tornillo-sin-fin, ya que los helicoidales tienen una capacidad de resis resisten tenci cia a muy limit limitad ada a y su apli aplicac cació ión n se ciñe ciñe casi casi exclu exclusiv sivame amente nte a transmisiones transmisiones muy ligeras (reguladores, etc.).
Fig.5
Rueda a cilínd cilíndric rica a de diáme diámetro tro infini infinito to con denta dentado do recto recto o Cremallera.- Rued helicoidal, helicoidal, Generalmente de sección rectangular .
Fig.6Engranajes Cónicos
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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. 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.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.
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Fig.7
Cónico- helicoidales.helicoidales.-Engranaje Engranajes s cónicos con dientes no rectos.
Fig. 8
Cónico-espirales - En los cónico-espirales, la curva del diente en la rueda-plana,
depend depende e del del proced procedimi imient ento o o máqui máquina na de dentar dentar,, aplic aplicánd ándose ose en los casos casos de velocidades velocidades elevadas para evitar el ruido que producirían los cónico-rectos.
Fig. 9
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Cónico- hipoides hipoides (Fig. 10). — Para ejes que se cruzan, generalmente en ángulo
recto, empleados principalmente 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.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
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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 engranajes son apropiados apropiados para grandes cargas porque los dientes engranan formando un ángulo agudo, en lugar de 90º 90º como como en un engr engran anaj aje e recto recto.. .. A vece veces s se deno denomi mina nan n de form forma a inco incorr rrec ecta ta engranajes en espiral los engranajes helicoidales empleados para transmitir rotación entre
ejes
no
paralelos.
Ventajas del uso de engranajes Presentan n un comportamiento más más sile silenc ncio ioso so que que el de los los dien diente tes s rect rectos os Presenta usándolos 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 transversalmente al árbol.
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______________________________________________________________________ TIPOS
Engranajes Helicoidales de ejes paralelos
Se emplea emplea para transmitir transmitir movimiento o fuerzas fuerzas entre ejes ejes paralelo paralelos, s, pueden pueden ser consi consider derado ados s como como compu compuest esto o por un número número infin infinito ito de engran engranaj ajes es rectos 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), envolventes), la acción consiste primordialmente en una acción de tornillo o de cuña, resultando un alto grado de deslizamiento en los flancos del diente.
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El contacto en un punto entre diente acoplado limita la capacidad de transmisión de carga para este tipo de engranes.
Engranajes helicoidales dobles
Los engran engranaje ajes s "espi "espina na de pescad pescado" o" son una combin combinaci ación ón de hélice hélice derech derecha a 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. .
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