TRANSMISIONES Y ENGRANES

Los 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.

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 e hipoides).

a) Engranes para conectar flechas paralelas

b) Engranes para ejes que se intersectan:

9.6 Engranes cónicos rectos. 9.7 Engranes cónicos en espiral.

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.

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.

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 revoluciones durante el mismo intervalo.

Si ω2 y ω3 son las velocidades angulares respectivas de dos engranes, entonces,

Lo que comprueba la regla anterior.

Diámetro primitivo o diámetro de paso: El diámetro del cilindro que es la superficie primitiva de un engrane se conoce como diámetro primitivo o diámetro de paso. Ya que las superficies primitivas de dos engranes giran juntas sin resbalamiento, constituyen superficies con contacto de rodamiento puro y la relación de velocidad angular es en proporción inversa a los diámetros primitivos.Un par de engranes correlativos tiene el número de dientes proporcional a sus superficies primitivas, porque ambos deben tener el mismo paso de los dientes en orden de obtener rodamiento puro de las superficies primitivas. Entonces para estos engranes, 2 y 3,

Donde N, D y ω representan, respectivamente, el número de dientes, el diámetro primitivo o de paso y la velocidad angular.

Addendun o altura de la cabeza del diente: La distancia desde el circulo primitivo hasta el extremo exterior del diente, medido radialmente, se conoce como addendum o altura de la cabeza del diente.

Dedendum o altura del pie del diente: La altura del pie del diente es la distancia radial desde el circulo primitivo hasta la circunferencia del fondo del pie del diente.

La altura total: Es la suma de la altura de la cabeza del diente más la altura del pie del diente, o sea la suma del addendum y dedendum.

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