Mecanismos

Definiendo el engranaje

En esta entrada vamos a ilustrar y enumerar las distintas partes de un engranaje, los ángulos que lo definen, cómo se calculan las dimensiones del diente, etc.

Circunferencias características de un par de engranajes
Circunferencia primitiva: Definido por el radio primitivo, es una circunferencia teórica en la que se basan la mayor parte de los cálculos. Lascircunferencias primitivas de dos engranajes siempre son tangentes entre sí.
Circunferencia de cabeza: Es aquella cuyo radio es igual al radio primitivo más la altura de cabeza.
Circunferencia de pie o raíz: Es la circunferencia cuyo radio es igual al de la circunferencia primitiva menos la profundidad del diente.
Circunferencia base: Es una cirunferencia que tampoco existe físicamente en elengranaje y es tangente al segmento de engrane. Además, es la circunferencia que se emplea para generar la involuta que define el perfil del diente. El valor de su radio es:
Paso circular ( ): Es la distancia medida sobre la circunferencia primitiva (en pulgadas) que va desde un punto de un diente, hasta el punto homólogo en un diente adyacente. Define el tamaño del diente. .
Paso diametral ( ): Esuna manera más práctica, para los que usan el sistema de la AGMA, de definir el tamaño del diente relacionándolo con el diametro de la circunferencia de paso o primitiva. .
Módulo ( ): Es la relación entre el diámetro primitivo y el número de dientes de un engranaje. Además es el índice del tamaño del diente, nos dice cuán robusto es. Es el equivalente del paso diametral para el Sistema Métrico.Hay que establecerlo en función de la vida del engranaje, su resistencia y las limitaciones de espacio, y elegir uno normalizado. Para que dos dientes engranen, deben tener el mismo módulo. Se mide en milímetros, por cierto. La equivalencia entre el paso circular y el módulo es: .
Ancho de cara ( ): Es el espesor del engranaje. Su valor es del orden de diez veces el módulo: .
Addendum o cabeza( ): Distancia radial entre la circunferencia primitiva y el borde superior del diente.

Dedendum o raíz ( ): Es la distancia radial medida desde el borde inferior hasta la circunferencia primitiva.

Altura total (del diente) ( ): Será la suma del addendum más deddendum.
Ángulo de presión ( ): Es el ángulo que forma la línea de engrane con la tangente a las dos circunferencias primitivas,en un par de engranajes. Su valor normalizado más común es de 20º, si empleamos otro distinto es probable que tengamos más problema a la hora buscar nuestros engranajes. Reducir este ángulo es una forma de evitar la temida interferencia (ya explicaré en otro post en qué consiste). Tratando engranajes helicoidales, se establece un ángulo de presión normal que equivale al ángulo de presión de losengranajes rectos, y el tangencial medido en la sección transversal del engranaje.
Ángulo de hélice ( ): Es el ángulo que forma la generatriz del cilindro del engranaje con el desarrollo de la hélice.
Ambos ángulos se relacionan mediante la expresión siguiente: .
Iré actualizando según encuentre más elementos importantes a definir, pero creo que éstos son todos.
Aclarar que la nomenclaturapuede variar, sobre todo los símbolos para denotar los ángulos, de un autor a otro. Yo he elegido la que utiliza Shigley, pero podéis encontrar el ángulo de presión representado con y casos similares.

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 entresí, directamente una con otra, como es el caso de la figura (Fig.4.1).
b) Engranajes de acción 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 (Fig.4.2), donde z1 es la rueda conductora o motora, la cual se encuentra montada sobre un eje motor y transmite el movimiento a la rueda...