VOLANTE DE INERCIA

ENGRANES.

Los engranes se emplean comúnmente para transmitir fuerza de una flecha que gira a otra. En comparación con las transmisión por ficción o bandas, se diferencian en que se adaptan especialmente donde se requiere una relación exacta de velocidad, o donde la relación entre los miembros motriz y movido accionado deben de conservar una relación definida de fase. Como la acción enclavada de los dientes logra una transmisión positiva, y no se depende de la ficción para evitar el resbalamiento, la fuerza necesaria para mantener los engranes en posición cuando se esta transmitiéndola fuerza es mucho menor que en una trasmisión equivalente de fricción. Esta da por resultado menores presiones en los puntos de apoyo, menor desgaste en las superficies de los cojinetes, y una mayor eficiencia.

Superficie primitiva: La superficie primitiva de los engranes se define como una superficie imaginaria que gira conjuntamente con otra sin resbalamientos, semejante a los cuerpos circulares con rodamiento friccional. Para cualquier tipo de engrane se debe conocer la forma y dimensión de la superficie primitiva antes de que se puedan diseñar los dientes apropiados. La Fig. 9.1 muestra la superficie primitiva circunferencial para un engrane.

Elementos del diente: El diente de un engrane se puede considerar compuesto de superficies cursadas por una línea que se mueve a través del espacio. No siempre la línea es una recta o ni siquiera de forma regular.

Estas superficies generatrices en cualquiera de sus posiciones consecutivas son conocidas como los elementos del diente. Los elementos del diente siempre conectan puntos correspondientes, sobre secciones del diente de un engrane, que son líneas rectas paralelas unas a las otras.

Las ruedas dentadas son ilustraciones de pares superiores, porque se obtiene únicamente contacto en una línea o un punto.

Clasificación de los engranes.

Los engranes pueden ser clasificados de diferentes formas. Una manera de clasificar los engranes es de acuerdo con la posición relativa de los ejes de revolución. Los ejes pueden ser

a) paralelos (engranes común, helicoidal y en ángulo)

b) que se intersectan (engranes cónico recto y en espiral)

c) que no se intersectan ni son paralelos o ejes que se cruzan (engranes helicoidal, tornillo sinfín hipoides)

a) Engranes para conectar flechas paralelas: Aquí podremos emplear el engrane común como e ilustrado en la Fig. 9.2 o los engranes helicoidales con ejes paralelos de la Fig. 9.3. En ambos, las superficies primitivas son circunferenciales con contacto con rodamiento pudo como lo ilustra la Fig. 9.4.

El engrane helicoidal trabaja con mucho menos ruido que el otro tipo y la diferencia a este respecto es particularmente notable a alta velocidad. La desventaja del engrane helicoidal consiste en el empuje final producido cuando el engrane esta transmitiendo la potencia. Con los engranes en ángulo (figura 9.5) el empuje final producido a un lado, es balanceado por otro empuje igual y opuesto ocasionado por la acción del otro lado. Estos engranes se pueden considerar como si fueran compuesto de los engranes helicoidales de dimensiones semejantes, uno teniendo una hélice derecha y el otro una izquierda.

b) Engranes para ejes que se intersectan: En este caso se emplean los engranes cónicos rectos, ilustrados en la fig. 9.6, o los engranes cónicos en espiral mostrados en la Fig. 9.7. En ambos casos las superficies primitas tienen un ápice común como lo indica la Fig. 9.8.

En el caso de los engranes cónicos rectos, los elementos del diente son líneas rectas, mientras que en los engranes cónicos en espiral los dientes son inclinados al eje y curvos. Los engranes cónicos en espiral tienen decididamente una ventaja sobre los engranes cónicos rectos por ser de operación silenciosa, similarmente a la ventaja que tienen los engranes helicoidales sobre los engranes comunes.

Un par de engranes cónicos que son del mismo tamaño y sus flechas ser intersectan a un ángulo recto se conoces como engranes a escuadra. Su uso principal es el retransmitir el movimiento alrededor de una esquina sin alterar la velocidad angular.

c) Engranes para conectar flechas que no se intersectan ni son paralelas: Aquí los engranes helicoidales con ejes que se cruzan, los tornillos sinfín o los engranes hipoides son los apropiados.

Los engranes helicoidales con ejes que se cruzan (Fig. 9.9) se emplean para conectar flechas que no son paralelas ni se intersectan. Sus superficies primitivas son cilindros (fig. 9.10). Se tocan en un punto y tienen contacto con deslizamiento ; por esto los dientes también hacen contacto en un punto y tiene una componente en deslizamiento a lo largo de la hélice del diente.

El tornillo sinfín, mostrado en la Fig. 9.11 es una forma especial del engrane helicoidal, los dos miembros se conocen como el sinfín y la rueda serpentina o corona. El sinfín, comparado con un engrane helicoidal tienen un gran distancia alrededor de la circunferencia. Es una costumbre denominar los dientes del tornillo sinfín “hilos” por su semejanza con un perno encordado. Por esto nos referimos a un “tornillo sinfín de un hilo” , “un sinfín de dos hilos”, etc., dependiendo del número de dientes formados en la superficie cilíndrica.

La rueda serpentina puede tener la superficie de los dientes cóncavos como lo muestra la Fig. 9.11 con el propósito de obtener un contacto lineal de los dientes en vez de que este sea un punto. La configuración de las superficies primitivas de un tornillo sinfín se muestran el a Fig. 9.12.

Los engranes hipoides ( figura 9.13) se parecen un poco a los engranes cónicos en espiral en su apariencia general. El contacto entre las dos superficies primitivas ocurre sobre una línea común a las dos rotaciones.

Relación de velocidad

Una regla para un par de ruedas dentadas es que la relación de velocidad angular es inversamente proporcional al número de dientes. Esta regla es aplicable a todas las clases comunes de ruedas dentadas, tales como engranes comunes, cónicos y engranes helicoidales.

Cuando dos engranes se encuentran en movimiento, es evidente que el mismo número de dientes en cada engrane pasa por cualquier punto fijo durante un intervalo definido de tiempo, en vista de que los dientes de un engrane embonan en orden consecutivo con los huecos o espacios entre los dientes del otro engrane. Un engrane que tiene N2 dientes efectúa una revolución mientras N2 dientes que pasan por un punto fijo. Un engrane con N3 dientes engranado con el anterior harán consecuentemente N2/N3

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