TREN DE ENGRANAJES Un tren de engranajes es un mecanismo formado por varios pares de engranajes acoplados de tal forma que el elemento conducido de uno de ellos es el conductor del siguiente. Suele denominarse como la cadena cinemtica formada por varias ruedas que ruedan sin deslizar entre s; o bien como cualquier sistema de ejes y ruedas dentadas que incluya ms de dos ruedas o tandem de ejes y ruedas dentadas. Utilidad Transmitir un movimiento giratorio entre dos ejes, consiguiendo disminuciones o aumentos significativos de la velocidad; tambien permite mantener o invertir el sentido de giro. Este tipo de transmisiones se usa mucho como reductor de velocidad en la industria (mquinas herramientas, robtica, gras...), en la mayora de los electrodomsticos (vdeos, cassetes, tocadiscos, programadores de lavadora, mquinas de coser, batidoras, exprimidores...), en automocin (para las cajas de cambio de marchas)... y en general en cualquier mquina que precise transmitir elevadas potencias con reducciones de velocidad importante. Descripcin El elemento principal de este mecanismo es la rueda dentada doble, que consiste en dos engranajes de igual paso, pero diferente nmero de dientes, unidos entre s. En la figura podemos ver una rueda de Za=16 dientes y otra de Zb=8 dientes unidas al mismo eje mediante una chaveta.

El sistema completo se construye con varias ruedas dentadas dobles unidas en cadena, de tal forma que en cada rueda doble una hace de conducida de la anterior y otra de conductora de la siguiente. Segn cual se elija como conductora o como conducida tendremos un reductor o un amplificador de velocidad.

En este mecanismo las velocidades de giro de los sucesivos ejes (N1, N2, N3 y N4) se van reduciendo a medida que se engrana una rueda de menor nmero de dientes (conductor con Zb dientes) con una de mayor nmero (conducida con Za dientes). Si el engrane se produce desde una rueda de mayor nmero de dientes a una de menor nmero, obtendremos un aumento de velocidad. Caractersticas Si suponemos un sistema tcnico formado por tres tramos en el que el eje motriz gira a la velocidad N1, por cada grupo montado se producir una reduccin de velocidad que estar en la misma proporcin que los dimetros de las poleas engranadas. Si suponemos que el nmero de dientes de cada una de las ruedas no son iguales, se cumplirn las siguientes relaciones:

N2=N1(Za/Zb) N3=N2(Zc/Zd) N4=N3(Ze/Zf)

Por tanto, en este caso tendremos que la velocidad del eje til respecto a la del eje motriz ser: N4=N1(Za/Zb)(ZcZd)(ZeZf) Luego:

La relacin de transmisin de este sistema se calcula multiplicando entre s las diferentes relaciones que la forman:

En el caso de que se empleen ruedas dentadas dobles iguales para construir el tren de engranajes, se cumplir: Za=Zc=Ze y Zb=Zd=Zf, con lo que tendremos, para un sistema de tres tramos: Velocidad del eje de salida:

Relacin de transmisin:

CLASES DE TRENES DE ENGRANAJES Trenes ordinarios:

Caja de velocidades

Eje primario de caja de cambios. Caja de cambios. En los vehculos, la caja de cambios o caja de velocidades es el elemento encargado de acoplar el motor y el sistema de transmisin con diferentes relaciones de engranes o engranajes, de tal forma que la misma velocidad de giro del cigeal puede convertirse en distintas velocidades de giro en las ruedas. El resultado en la ruedas de traccin generalmente es la reduccin de velocidad de giro e incremento del torque. Los dientes de los engranajes de las cajas de cambio son helicoidales y sus bordes estn redondeados para no producir ruido o rechazo cuando se cambia de velocidad. La fabricacin de los dientes de los engranajes es muy cuidada para que sean de gran duracin. Los ejes del cambio estn soportados por rodamientos de bolas y todo el mecanismo est sumergido en aceite denso para mantenerse continuamente lubricado. Engranajes planetarios Un engranaje planetario o engranaje epicicloidal es un sistema de engranajes (o tren de engranajes) consistente en uno o ms engranajes externos o planetas que rotan sobre un engranaje central o sol. Tpicamente, los planetas se montan sobre un brazo mvil o portaplanetas que a su vez puede rotar en relacin al sol. Los sistemas de engranajes planetarios pueden incorporar tambin el uso de un engranaje anular externo o corona, que engrana con los planetas. Otra terminologa extendida y equivalente es la que considera el eje central el planeta, siendo los engranajes a su alrededor satlites acoplados por tanto a un portasatlites.

El engranaje planetario se usa aqu para aumentar la velocidad de salida. El portaplanetas (verde) es impulsado por un par de entrada. El sol (amarillo) proporciona el par de salida, mientras la corona (rojo) permanece fija. Advirtanse las marcas rojas antes y despus de que el eje de entrada rote 45 en el sentido de las agujas del reloj. Los engranajes planetarios, interiores o anulares son variaciones del engranaje recto en los que los dientes estn tallados en la parte interior de un anillo o de una rueda con reborde, en vez de en el exterior. Los engranajes interiores suelen ser impulsados por un pin, (tambin llamado pin Sol, que es un engranaje pequeo con pocos dientes). Este tipo de engranaje mantiene el sentido de la velocidad angular. El tallado de estos engranajes se realiza mediante talladoras mortajadoras de generacin. La eficiencia de este sistema de reductores planetarios es igual a 0.98^(#etapas); es decir si tiene 5 etapas de reduccin la eficiencia de este reductor seria 0,904 o 90,4% aproximadamente. Debido a que tienen ms dientes en contacto que los otros tipos de reductores, son capaces de transferir / soportar ms momento (en ingls "torque"); por lo que su uso en la industria cada vez esta ms extendido. Ya que generalmente un reductor convencional de flechas paralelas en aplicaciones de alto momento debe de recurrir a arreglos de corona / cadenas lo cual no slo requiere de ms tamao sino que tambin implicar el uso de lubricantes para el arreglo corona / cadena. La seleccin de reductores planetarios se hace como la de cualquier reductor, en funcin del momento (Newton-metro). Como cualquier engranaje, los engranajes del reductor planetario son afectos a la friccin y agotamiento de los dientes, (en ingles "pitting" y "bending"). Debido a que los fabricantes utilizan diferentes formas de presentacin del tiempo de operacin para sus engranajes y del momento mximo que soportan, la ISO tiene estndares para regular esto: ISO 6636 para los engranajes, ISO 281 para los rodamientos e UNI 7670 para los ejes. De esta forma se pueden comparar realmente las especificaciones tcnicas de los engranajes / reductores y se puede proyectar un tiempo de operacin antes de fallo de cualquiera de los mismos, (ya sean engranajes para reductores planetarios o flechas paralelas).