Ingenieria Engranaje

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INGENIERIA MECANICA

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Las fallas en los engranajes

En este artículo se presenta un resumen de la forma en que
trabajan los engranajes de evolvenle haciendo énfasis en las
caracteristicas de la rodadura y el deslizamiento que se
suceden a través del engrane y su influencia en las fallas de los
dientes. Se analizan las principales formas de falla, sus causas
y la forma enque pueden ser evitadas.
Este articulo es extractado del trabajo: Funcionamiento y
análisis de fallas de los engranajes que fue presentado en las
"Terceras Jornadas Nacionales sobre Mantenimiento" organizadas por ACIEM - Cundinamarca y obtuvo el segundo
premio MVA a la Ingeniería de Mantenimiento.

LUIS EDUARDO BENITEZ HERNANDEZ
Ingeniero Mecánico
Profesor Asociado
Universidad Nacional deColombia

FIGURA 1. Evolvente

Cilindro de base
FIGURA 2. Evolvente

El objetivo
fundamental
de una transmisión
por
medio de ruedas dentadas es transmitir
un movimiento con una relación constante
de velocidades
Para lograrlo se le puede dar a los perfiles de los
dientes una forma tal que se garantice
el cumplimiento de esta condición
Se pueden utilizar los
perfiles cicloidales.de evolvente
y de Nóvikov
El
más utilizado universalmente
es el perfil de evolvente de círculo, que es la curva descrita por un punto
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INGENIERIA MECANICA

N

Cilindro

Cilindro
FIGURA 3. Construcción

de base

de base

de la línea de engrane por puntos.

deuna recta generatriz que rueda sin deslizar sobre
un círculo llamado círculo base (Figura1) También
se puede decir que la evolvente es la curva descrita
por el extremo de una cuerda que se desenrrolla
del
circulo base (Figura 2)
LINEA DE ENGRANE
Supongamos
que en un Instante determinado
los
dientes de dos ruedas están en contacto en el punto
O (Figura 3). Al girar la rueda 1, también gira la rueda
2. Los dientes de ambas ruedas se mueven y su
contacto
se produce ennuevos puntos 1, 2, 3, etc.
Al unir estos puntos por una curva suave se obtiene
la llamada "línea de engrane".
Podemos definir la
línea de engrane como el lugar geométrico
de los
puntos de contacto de los dientes de dos ruedas en
un plano fijo. Esta línea por lo general pasa por el
punto primitivo.
Cuando se trata de engranajes de evolvente (Flgul"a
4) la línea de engrane es una línea recta ycoincide
con la normal NN a los perfiles de los dientes. Esta
línea pasa por el punto primitivo
P y forma con la
perpendicular
a la línea de centros el ángulo a
llamado
ángulo
de presión.
La trayectoria
del
contacto
es la recta AB y dado que AB es la línea
generadora
de la evolvente
de cada rueda, será
normal
a los perfiles
en todos
los puntos
de
contacto
y además
ocuparásiempre
la misma
posición
en virtud de que es tangente
a los dos
círculos base.
FUNCIONAMIENTO
DE LOS ENGRANAJES
DE EVOLVENTE
En la Figura 5 se puede observar el funcionamiento
de dos engranajes
encastrados.
La línea AB es la
trayectoria
del contacto que, como ya se dijo. en los
engranajes de evolvente es una línea recta. El inicio
del contacto
(punto a) ocurre donde el círculo deadendo del engranaje conducido
corta la línea AB
que también se conoce como línea de acción y el fin
del contacto
(punto b) está en la intersección
del
círculo de adendo de la rueda conductora
con la
misma línea de acción. La línea ab se conoce como
longitud
de acción.
En el tramo aP se efectúa la
acción de aproximación
yen el tramo Pb se efectúa
la acción de receso o dealejamiento
La experiencia

FIGURA 4.

Línea de engrane

Indica que la fricción
entre los dientes
durante el receso que en la aproximación

es menor

El perfil conductor
corta su círculo primitivo al inicio
y al final
del contacto
en los puntos
d y e
respectivamente:
al arco de se le llama arco de
acción Para la rueda cond ucida el arco de acción es
fg Estos dos arcos deben ser...