Engranajes, Cadenas y levas

Rodrigo Ramrez Zamora

Ingeniero Mecnico PUCV

Uno de los problemas principales de la Ingeniera Mecnica es la transmisin

de movimiento, entre un conjunto motor y mquinas conducidas

El inventor de los engranajes en todas sus formas fue Leonardo da Vinci,

quien a su muerte en la Francia de 1519

Se fabrican a partir de un disco cilndrico, cortado de una plancha o de un

trozo de barra maciza redonda.

Este disco se lleva al proceso de fresado en donde se retira parte del metal

para formar los dientes.

Engranajes

En las figuras se muestran un par de engranajes cilndricos y un engrane cilndrico de diente helicoidal.

Engranajes

Los engranajes de diente recto son mas simples de producir y

por ello mas baratos, la transmisin del movimiento se realiza

por medio de los dientes, quienes se empujan sin resbalar.

En el caso de los dientes helicoidales los dientes se empujan y

resbalan entre s, parte de la energa transmitida se pierde por

roce y el desgaste es mayor. La ventaja de los helicoidales es la

falta de juego entre dientes que provoca un funcionamiento

silencioso y preciso.

Engranajes

El proceso de fabricacin es el maquinado con fresas u otro mecanismo de corte, dependiendo del tamao del engrane. En la figura se aprecia un engrane cilndrico de diente helicoidal de gran tamao, durante el proceso de maquinado de dientes.

Engranajes

Engranajes

Son el medio de transmisin de potencia mas utilizado.

Tienen las siguientes ventajas:

las ruedas no pueden resbalar una con respecto a la otra.

Transmiten grandes esfuerzos

La relacin de transmisin se conserva siempre constante

Engranajes

Usando engranajes se puede transmitir el movimiento de dos modos, segn como se dispongan los ejes:

Entre ejes paralelos, que pueden ser:

Engranajes entre dientes rectos.

Engranajes entre dientes helicoidales.

Engranajes entre dientes en V

Entre ejes perpendiculares, que pueden ser

Transmisin entre ejes que se cortan.

Transmisin entre ejes que se cruzan

Engranajes

Transmisin entre ejes paralelos

Se utiliza para la transmisin entre ejes (o rboles) con poca separacin,

siendo la forma de los piones o ruedas dentadas, cilndrica.

Dientes Rectos: Son los ms sencillos de fabricar y se utilizan en mquinas

para transmitir pequeos esfuerzos. Se emplea en maquinaria que utilice

ejes cuya velocidad no es muy elevada, ya que es un sistema ruidoso y

causa vibracin.

Engranajes

Para caracterizar una rueda dentada con dientes rectos, es necesario definir una serie de parmetros bsicos.

Engranajes

Dimetro exterior (de): es el correspondiente a la circunferencia que limita exteriormente los dientes. Dimetro interior (di): es el que corresponde a la circunferencia que limita interiormente los dientes. Mdulo (m): es el cociente entre el dimetro primitivo dp y el nmero de diente z que posee la rueda

Dientes helicoidales Tienen la particularidad de que varios dientes estn engranados a la vez. Esto

da lugar a que el esfuerzo de flexin se reparta entre ellos durante la transmisin, lo que hace que las posibilidades de rotura sean menores. Adems, as se disminuye el ruido durante el funcionamiento.

El nico inconveniente es que al estar inclinados los dientes se produce una fuerza axial (en el sentido de los ejes) sobre los cojinetes de apoyo del eje.

Engranajes

NOTA: Para que dos engranajes puedan engranar entre s es necesario que tengan el mismo mdulo.

La relacin de transmisin es igual al cociente entre el momento torsor que resulta en la rueda motriz (M1) y el que se aplica en la rueda conducida (M2).

En consecuencia, la relacin de transmisin se puede poner tambin como.

- si deseamos mayor momento torsor, utilizaremos un sistema reductor

- si queremos desarrollar mayor velocidad, utilizaremos un sistema multiplicador, pero desarrolla un momento torsor menor.

Engranajes

Si disponemos dos o ms rboles provistos de diversas ruedas dentadas de modo que al menos dos de ellas giran solidariamente sobre el mismo rbol, obtenemos un tren compuesto de engranajes.

Si disponemos dos o ms rboles provistos de diversas ruedas dentadas de modo que al menos dos de ellas giran solidariamente sobre el mismo rbol, obtenemos un tren compuesto de engranajes.

El calculo de la relacin de transmisin es:

Tren compuesto de engranajes