Ingeniería

Carlos Alberto Martínez Escobar,

Especialización en mantenimiento industrial, ETITC

camescobar@msn.com

Agosto de 2014

Transmisión de potencia por engranajes

Tipos: ventajas y desventajas

Abstracto—Trabajo de consulta relacionado con los principios básicos para la selección de rodamientos. El mercado ofrece una amplia variedad de rodamientos de diversas: arquitecturas, formas y dimensiones. Es por tanto preciso distinguir las propiedades y características más relevantes asociadas a cada tipo de rodamiento, las cuales a su vez establecen que tan adecuado resulta dicho elemento respecto a una aplicación determinada. La consideración más importante al seleccionar un rodamiento, es optar por aquel que preste las mejores características en función de la seguridad, fiabilidad y correcto funcionamiento de la máquina o mecanismo sobre la cual pretende acoplar.

Índice de términos— Gears, Corrective Maintenance, Machinery, Maintenance engineering, Mechanical engineering, Mechanical power transmission, Mechanical systems, Preventive maintenance.

I. INTRODUCCIÓN

L

A selección se realiza en función de cada aplicación y contempla tanto los elementos adyacentes que constituyen el aparejo: ejes, soportes, etc., como aspectos relacionados con el funcionamiento: velocidad, carga a soportar, lubricación, ajuste, entorno y condiciones de trabajo, entre otras.

II. ENGRANAJES

Un engranaje se puede definir como una rueda o cilindro dentado que es empleado para transmitir movimiento desde una parte de una máquina a otra. Los engranajes se utilizan principalmente para transmitir movimiento rotacional, aunque usando engranajes apropiados y piezas dentadas planas pueden transformar movimiento lineal en rotacional y viceversa.

Un conjunto de dos o más engranajes que transmite el movimiento de un eje a otro se denomina tren de engranajes.

A. Ventajas

• El movimiento transmitido por un par de ruedas dentadas es de rodadura pura.

• La relación de rotaciones con velocidad angular de la transmisión engranajes, es uniforme. Aplicaciones que requieran velocidad específica y mínimas alteraciones.

• Los engranes proporcionan a las máquinas una gradación utilizable de relaciones de velocidad.

• Los engranes permiten grandes transmisiones de potencia desde el eje de una fuente de energía hasta otro eje

• Menores perdidas de energía. Respecto a los sistemas de transmisión con correas, bandas y cadenas.

• Relación de transmisión constante e independiente de la carga.

• Seguridad de funcionamiento y larga duración, soportando sobrecargas y no precisando más que una escasa vigilancia.

• Dimensiones reducidas y elevado rendimiento (exceptuando algunos tipos de reductores de ejes cruzados).

B. Desventajas

• No pueden transmitir potencia entre distancias grandes entre centros

• Los engranes tienen un costo elevado comparado con los otros tipos de transmisión por cadenas y las poleas.

• Ruido durante el funcionamiento

• Requieren mantenimiento: control y cambio del lubricante.

III. CONCEPTOS

• Diente de un engranaje: son los querealizan el esfuerzo de empuje y transmiten la potencia entre los ejes motrices y conducidos.

• Módulo: se define como la relación entre la medida del diámetro primitivo [mm] y el número de dientes. En el sistema ingles se emplea el valor Diametral Pitch, que es inversamente proporcional al módulo. El tamaño de los dientes está normalizado. Dos engranajes que engranen tienen que tener el mismo módulo.

• Diámetro primitivo: es la circunferencia a lo largo de la cual engranan los dientes. En relación a éste valor se determinan todas las características que definen los dientes de los engranajes.

• Paso circular: longitud de la circunferencia primitiva entre una cresta y un valle consecutivos.

• Espesor del diente: es el grosor del diente en la zona de contacto, o sea, del diámetro primitivo.

• Número de dientes: es el número de dientes que tiene el engranaje. Se simboliza como (Z).

• Diámetro exterior: es el diámetro de la circunferencia que limita la parte exterior del engranaje.

• Diámetro interior: es el diámetro de la circunferencia que limita el pie del diente.

• Pie del diente (dedendum): parte del diente comprendida entre la circunferencia interior y la primitiva.

• Cabeza del diente (adendum): parte del diente comprendida entre el diámetro exterior y el primitivo.

• Flanco: es la cara interior del diente (zona de rozamiento).

• Altura del diente: suma de la altura de la cabeza (adendum) más la altura del pie (dedendum).

• Angulo de presión: el que forma la línea de acción con la tangente a la circunferencia de paso, φ (20º ó 25º son los ángulos normalizados).

• Largo del diente: longitud que tiene el diente.

• Distancia entre centro de dos engranajes: distancia entre los centros de las circunferencias de los engranajes.

• Relación de transmisión: relación de giro entre el engranaje conductor y el conducido.

IV. TIPOS DE ENGRANAJES

Los engranajes se generalmente se clasifican en base a la disposición de sus ejes de rotación y el tipo de dentado:

GRÁFICA 1

TIPOS DE ENGRANAJES SEGÚN DISPOSICIÓN DE LOS EJES Y TIPO DE DIENTE

Aunque también pueden ser clasificados por la forma de transmitir el movimiento, o si incorporan en la transmisión otros elementos como: cadenas, cremalleras o poleas dentadas:

GRÁFICA 2

CLASIFICACIÓN DE LOS ENGRANAJES SEGÚN TIPO DE TRANSMISIÓN Y CADENA O POLEA DENTADA

Engranajes de ejes paralelos

A. Engranajes cilíndricos rectos

Son el tipo de engranaje más simple y común. Se utilizan generalmente para velocidades pequeñas y medias; a grandes velocidades. La transmisión es positiva, esto es, la velocidad es constante entre rueda conductora y rueda conducida compacta.

ILUSTRACIÓN 1

ENGRANAJE CILÍNDRICO DE DIENTES RECTOS

TABLA 2

VENTAJAS Y DESVENTAJAS: ENGRANAJE CILÍNDRICO DE DIENTES RECTOS

VENTAJAS No generan cargas axiales considerables.

La eficiencia es alta ya que la pérdida de potencia puede ser tan baja como el 1%.

Se puede hacer un diseño con Engranes intercambiables para modificar la velocidad del elemento conducido.

Diseño sencillo y costo de fabricación relativamente bajo. Número de útiles reducido.

La distancia entre centros es relativamente pequeña y da lugar a una transmisión estable.

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