Engranajes

Engranaje
Se denomina engranaje o ruedas dentadas al mecanismo utilizado para transmitir potencia de un componente a otro dentro de una máquina. Los engranajes están formados por dos ruedas dentadas, de las cuales la mayor se denomina corona' y la menor 'piñón'. Un engranaje sirve para transmitir movimiento circular mediante contacto de ruedas dentadas. Una de las aplicaciones más importantes delos engranajes es la transmisión del movimiento desde el eje de una fuente de energía, como puede ser un motor de combustión interna o un motor eléctrico, hasta otro eje situado a cierta distancia y que ha de realizar un trabajo. De manera que una de las ruedas está conectada por la fuente de energía y es conocida como engranaje motor y la otra está conectada al eje que debe recibir el movimientodel eje motor y que se denomina engranaje conducido.[1] Si el sistema está compuesto de más de un par de ruedas dentadas, se denomina 'tren.
La principal ventaja que tienen las transmisiones por engranaje respecto de la transmisión por poleas es que no patinan como las poleas, con lo que se obtiene exactitud en la relación de transmisión.

ENGRANAJES RECTOS

Está formado por dos ruedasdentadas cilíndricas rectas. Es un mecanismo de transmisión robusto, pero que sólo transmite movimiento entre árboles próximos y, en general, paralelos. En algunos casos puede ser un sistema ruidoso, pero que es útil para transmitir potencias elevadas. Requiere lubricación para minimizar el rozamiento. Podéis observar engranajes en máquinas de escribir. Veréis que las ruedas giran en sentido opuesto.Cada rueda dentada se caracteriza por el número de dientes y por el diámetro de la circunferencia primitiva. Estos dos valores determinan el paso, que debe ser el mismo en ambas ruedas. A la rueda más pequeña se le suele llamar piñón.
La relación de transmisión del mecanismo queda determinada por el número de dientes de las ruedas según la expresión
i = d conductora / d conducida
donde:
i :relación de transmisión
d conductora : número de dientes de la rueda conductora
d conducida : número de dientes de la rueda conducida

Son elementos esenciales en la mayoría de las máquinas, son de uso frecuente y extenso. El estudio de engranajes suele abordar:
1) análisis cinemático.
2) análisis de las fuerzas.
3) diseño de engranes (dimensiones).
4) consideración desgaste.
Losengranajes rectos se utilizan para transmitir movimientos de rotación entre ejes paralelos. Los dientes son paralelos al eje de rotación. En la Figura 8.1 se representan las características principales de un engranaje recto:
- p, paso circular (medido en la circunferencia de paso en mm entre 2 dientes).
- m, módulo m = d/Z
- Z, número de dientes
- a, adendo
- t, dedendo.

Figura 8.1. Nomenclaturade los dientes de engrane

Se definen a continuación algunos puntos importantes para entender el funcionamiento de los engranajes.
Acción conjugada.
Los engranajes son de acción conjugada cuando los perfiles de los dientes se diseñan para que se produzca una relación constante de velocidades angulares durante su funcionamiento de contacto. Normalmente se usan perfiles de evolvente.
Línea deacción.
Cuando una superficie empuja a otra, el punto de contacto está donde las dos superficies son tangentes entre sí y en cualquier instante las fuerzas están dirigidas a lo largo de la normal común.

Figura 8.2. Levas con perfiles en contacto

A partir de la Figura 8.2 conviene recordar que:
- ab es la línea de acción
- la relación entre las velocidades angulares de las levas esinversamente proporcional a los radios a P.
- las circunferencias de paso son las de centro en 0 y pasan por P (punto de paso).
- para transmitir relación constante de velocidades, P debe permanecer constante.

En el caso de perfiles de evolvente se puede demostrar que todos los puntos de contacto están sobre ab y que todas las normales a los perfiles en el punto de contacto coinciden con ab....