Tribologia De Engranes

1. INTRODUCCIÓN


Una transmisión por engranajes o simplemente engranaje es la acción de un mecanismo que se produce cuando los dientes de las ruedas motrices y motoras entran en contacto directo o mediante enlace flexible para transmitir o convertir el movimiento cambiando las velocidades angulares y los momentos.

Las ruedas dentadas de engranajes se emplean para transmitir el movimientode rotación entre árboles paralelos, entre árboles que se cortan o cruzan, así como para transformar el movimiento de rotación en movimiento de avance o viceversa, siendo así de esta forma, el tipo de transmisión mas difundida e importantes en la industria moderna de la construcción de maquinaria, empleándose en los más diversos campos de la ingeniería bajo las condiciones de trabajo masdisímiles.




1.2. CLASIFICACIÓN DE LAS RUEDAS DENTADAS.


Las transmisiones por ruedas dentadas se clasifican según:

➢ Por la disposición mutua de los arboles: ruedas cilíndricas o cónicas.
➢ Por la disposición de los dientes en la superficie: engrane exterior o interior.
➢ Por el carácter de la transmisión: abierta o cerrada.
➢ Por la posición de los dientesrespecto a la generatriz de la rueda: dientes rectos, oblicuos, helicoidales, curvilíneos.
➢ Por la exactitud de fabricación.
➢ Por la velocidad periférica:
❖ Lentas (V < 3 m/s)
❖ Medias (V = 3[pic]15 m/s)
❖ Rápidas (V >15 m/s)
➢ Por el carácter relativo del movimiento de los arboles: de hilera y planetaria.
➢ Por él numero deescalones: de uno, dos, tres o más escalones.



1.3. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA TRANSMISIÓN POR ENGRANES.


Comparadas con otras transmisiones poseen las siguientes ventajas:

➢ Pequeñas dimensiones exteriores (compacticidad).
➢ Alta eficiencia en la transmisión.
➢ Gran duración y fiabilidad de su mantenimiento.
➢ Seguridad y sencillez de funcionamiento.➢ Relación de transmisión constante, sin patinaje.
➢ Sencillez de mantenimiento.
➢ Posibilidad de empleo en amplios rangos de velocidad, potencia y relaciones de transmisión.
➢ Gran rigidez que no permite disminuir las cargas dinámicas.


Las desventajas que presentan estas transmisiones frente a otras son:


➢ Ruido al trabajar, máximo agrandes velocidades.
➢ Requieren elevada exactitud en su fabricación.
➢ No uniforme reparto de la carga en toda la línea de contacto de los dientes durante su trabajo.
➢ La carga a transmitir depende de la curvatura de los dientes que a su vez dependen de los diámetros de las ruedas. Para poder soportar cargas mas altas la transmisión requiere del incremento de las dimensionesde los elementos de la transmisión.

2. TIPOS DE FALLOS EN LOS ENGRANES.

Si consideramos como referencia estadística[1] de fallos en engranajes, un reporte sobre 931 casos ocurridos en un período de 35 años (Tabla 2.1) se puede dar las siguientes apreciaciones:


Tabla 2.1. Tipos de fallo en engranajes. Fuente : American Society for Metals.
|Tipos de falla, %|
|Fractura ( total ) |61.2 |
|Fractura por fatiga en dientes |32.8 |
|Fractura por fatiga en cuerpo |4.0 |
|Fractura por sobrecarga en dientes |19.5 |
|Fractura por sobrecarga en cuerpo|0.6 |
|Cincelado en dientes |4.3 |
|Fatiga superficial ( total ) |20.3 |
|Picadura |7.2 |
|Descostrado |6.8 |
|Picadura y spalling...