225391637 Cinematica Engranes 2012

CINEMÁTICA
DE ENGRANES
Y
TRENES DE
ENGRANES
1

CINEMÁTICA DE LOS ENGRANES
Un engrane se puede considerar como una rueda dentada que cuando se acopla con otra rueda dentada de
diámetro mas pequeño (el piñón), transmitirá rotación de un eje a otro. La función principal de un engrane
es transferir potencia de un eje a otro, manteniendo una relación definida entre las velocidades angulares y
losejes. Los dientes de un engrane impulsor empujan a los dientes del engrane impulsad, ejerciendo una
componente de fuerza perpendicular al radio del engrane. De esta forma se transmite un par de torsión y
como el engrane gira, se transmite potencia.
Para mantener una velocidad angular constante (entre un engrane de entrada y uno de salida) con los
dientes en contacto, el perfil de los dientesindividuales debe obedecer la ley fundamental de engranes
(fig. 1): “para que un par de engranes transmitan una razón de velocidad angular constante, la forma de
sus perfiles en contacto debe ser tal que la normal común pase por un punto fijo sobre la línea de centros”.

Círculos
de paso

Normal
3

2
Línea de
centros

P
1
Punto de
paso

1

Figura 1. Dos discos circulares en contacto de rodamiento puro,que representan un mecanismo de tres
eslabones; cuyos eslabones están en movimiento relativo coplanar.

Generalidades: Los engranajes son, en general, cilindros con resaltos denominados dientes, conformando
ruedas dentadas, las que permiten, cuando giran, transmitir el movimiento de rotación entre sus árboles o
ejes colocados a una distancia relativamente reducida entre sí. Esta transmisión serealiza mediante la
presión que ejercen los dientes de una de las ruedas, denominada motora sobre los dientes de la otra rueda,
denominada conducida, cuando engranan entre ambas, estando durante el movimiento en contacto varios
dientes sin choques ni interferencias que lo impidan o entorpezcan. Los engranajes cilíndricos pueden ser
de dientes rectos, cuando éstos son paralelos al eje de giro delcilindro, o de dientes helicoidales, cuando
son parte de una hélice que envuelve a dicho eje. En la figura 2a se pueden observar dos engranajes
cilíndricos rectos que engranan entre sí, N1 y N2 estando montados sobre los ejes, siendo el eje del engrane
estriado, lo que permite al engrane N2 deslizarse a lo largo del mismo, ocupando otra posición.
Distintos materiales se utilizan para la construcción delos engranajes pudiendo ser éstos fundición de
hierro, acero, bronce, aluminio, materiales sintéticos, como el teflón, por ejemplo, etc. Debido al constante
rozamiento entre las superficies en contacto, éstas están expuestas al desgaste, motivo por el cual son
endurecidas mediante tratamientos térmicos de endurecimiento superficial como es el caso del cementado
de los aceros. A los efectos deevitar el desgaste, el engrane está continuamente lubricado, lo que además
lo refrigera, favoreciendo la transmisión del movimiento a elevada velocidad.

Los engranajes son construidos mediante el fresado o tallado, de acuerdo a normas específicas. Para el
cálculo de las dimensiones, resistencia y características se debe conocer previamente: a) distancia entre los
ejes de las ruedas dentadas, b)número de vueltas por minuto de la rueda motora, c) relación de
transmisión y d) fuerza tangencial que se debe transmitir.

2

Clasificación de los engranajes
Según como los engranajes interactúen entre sí, se los puede clasificar como:
a) Engranajes de acción directa: formados por dos o más ruedas que engranan entre sí, directamente una
con otra, como es el caso de la figura 2a.
b) Engranajes deacción indirecta: cuando accionan uno sobre otro a través de un vínculo intermedio o
auxiliar, como es el caso de los engranajes a cadena que se muestra en la figura 2b, donde N1 es la rueda
conductora o motora, la cual se encuentra montada sobre un eje motor y transmite el movimiento a la
rueda conducida N2 a través de la cadena. Caso de las bicicletas, donde la rueda de menor diámetro se
denomina...