diseño de engrane

Ingeniería Mecánica, 3 (2007) 25-32

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Cálculo de engranajes plásticos.
J. L. Moya Rodríguez *, J. A. Velázquez Pérez **.
* Centro de Estudios CAD - CAM – CAQ Universidad Central de Las Villas. Cuba.
E-mail. jorgemr@fim.uclv.edu.cu, Fax: 53 42 281608, teléfono: 53 42 214408
** Facultad de Ingeniería Mecánica Eléctrica, Universidad Veracruzana. Xalapa . México.
E-mail: jvelazquez@uv.mx,teléfono: 52 228 8179477.

(Publicado por primera vez en Ingeniería Mecánica Vol. 6, No. 2)
Resumen.
En los últimos tiempos los materiales plásticos han tenido una proliferación en todos los campos de la Industria Mecánica,
debido esencialmente a su bajo costo y a las mejoras de las propiedades mecánicas que se han ido logrando. En el caso
particular de las transmisiones por engranajesexiste una gran cantidad de estos materiales que pueden ser usados y de
hecho se utilizan para la fabricación de ruedas dentadas de características muy disímiles. En la literatura científica existe
muy poca información disponible sobre las fallas de engranajes plásticos, métodos de cálculo a resistencia y posibles
materiales a emplear con sus respectivas propiedades mecánicas. Inclusive este temano se aborda en los currículos de
estudio tradicionales en Ibero-América. Queda mucho por discutir aun acerca del empleo de las correcciones del dentado en
estas ruedas dentadas plásticas. En el presente trabajo se hace un análisis de los materiales, características, estudio de las
fallas principales, métodos de cálculo y ejemplos de aplicación de los engranajes plásticos.
Palabras claves:Plásticos, engranes, perfil dentado.

2. Características generales.
1. Introducción.
Para los ingenieros mecánicos el uso de engranajes
plásticos hoy en día es insoslayable debido al bajo
costo, el bajo peso, la reducción de ruido y otros
parámetros de vital importancia en las aplicaciones con
engranajes.
Mientras existe mundialmente una gran experiencia
en el diseño de engranajes metálicosque data de cientos
de años, los engranajes plásticos son tema de estudio de
los Ingenieros Mecánicos de hace solo unas pocas
décadas. Producto del desconocimiento, cuando un
engranaje plástico falla, inmediatamente se tiende a
culpar a la pobre calidad de estos materiales siendo en
realidad debido a los proyectistas y constructores que
realmente no dominan la teoría y practica de losengranajes plásticos. La primera intención de todo
ingeniero es tratar de reemplazar los materiales
metálicos con materiales plásticos usando el mismo
diseño, pero lamentablemente esto no es posible, ya que
existen enormes diferencias entre las propiedades
mecánicas, métodos de fabricación, geometría y cálculo
de los engranajes. De hecho, existe una mayor libertad
en cuanto a forma ymodificaciones del diente en los
engranajes plásticos.

Los engranajes plásticos se usan fundamentalmente
en mecanismos de precisión donde se trasmite una baja
potencia, sin embargo, hoy en día se puede llegar a
potencias de alrededor de 50 kW. Este número se ha ido
incrementando a medida que han surgido nuevos
materiales. Entre las ventajas de estos engranajes se
pueden citar el bajo peso einercia, no requiere
lubricación, bajo ruido, compatibilidad con medios
hostiles a los engranajes metálicos, posibilidad del uso
del código de colores en los procesos de ensamblaje y
bajo costo. Sin embargo, estos engranajes también
tienen sus desventajas, como ineficiencia a elevadas
temperaturas, intolerancia a agentes químicos en el
ambiente y baja resistencia. Existen dos métodos
esencialespara fabricar engranajes plásticos: a través de
moldes de inyección y a través de maquinado. Los
engranajes que se fabrican a través de moldes de
inyección generalmente tienen pequeñas dimensiones
debido a que los plásticos se contraen mucho a medida
que se enfrían. Sin embargo los engranajes hechos por
moldes tienen ventajas sobre los maquinados ya que
tienen superficies más duras y más...