Mecanismos

República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular Para la Educación Superior
I.U.P. “Santiago Mariño”
Maturín-Monagas
Escuela: 46

(Tipos de engranajes, Tornillo sin fin)



Maturín, octubre de 2012.
* Engranajes Rectos
Son engranajes cilíndricos de dientes rectos y van colíndales con el propio eje de la rueda dentada. Se utilizan en transmisiones de ejes paralelosformando así lo que se conoce con el nombre de trenes de engranajes. Este hecho hace que sean unos de los más utilizados, pues no en vano se pueden encontrar en cualquier tipo de máquina: relojes, juguetes, máquinas herramientas, etc.

En un engranaje sencillo, el eje impulsado gira en sentido opuesto al eje impulsor. Si se desea que ambos ejes giren en el mismo sentido se introduce una ruedadentada denominada 'rueda loca' entre el engranaje impulsor o motor y el impulsado. En cualquier sistema de engranajes, la velocidad del eje impulsado depende del número de dientes de cada engranaje.
Esfuerzos De Dientes
La capacidad de transmisión de un engranaje viene limitada por:

a) el calor generado.
b) el fallo de los dientes por ruptura.
c) el fallo por fatiga en lasuperficie de los dientes.
d) el ruido resultante de velocidades altas o cargas fuertes.

A continuación se estudiarán los fallos de engranajes: por esfuerzo estático a flexión, por fatiga a flexión, por fatiga superficial.

Efecto Dinámico
Los fenómenos dinámicos intervienen puesto que se está transmitiendo una carga y hay movimiento. Se vio, por experimentación, que el parámetro que podíaayudar a tener en cuenta los efectos dinámicos era la velocidad en la circunferencia de paso, v (v=ω.r, donde ω=velocidad rotación y r=radio de paso).

Estimación Del Tamaño Del Engranaje
En este apartado se dan unas orientaciones para obtener unos valores preliminares sobre el tamaño del engranaje, sin consideraciones de durabilidad o confiabilidad.
Se suele elegir una anchura de caradel diente, b, tal que.
3p<b<5p (p: paso circular)
El tamaño se obtiene por medio de iteraciones, la información es por lo general:
a) Potencia, P.
b) velocidad en rpm , n.
c) nº de dientes, z.
El procedimiento de cálculo consiste en seleccionar un valor de prueba para el módulo y luego realizar los cálculos sucesivos:
a) v=ω.r=2 π60* d2b) Ft= pω * r
c) σFtb * m * J * Kv
La interferencia obliga a que con dimensiones estándar no se elijan engranajes por debajo de 18 dientes cuando el ángulo de presión es 20º, ni por debajo de 12 dientes cuando es 25º.
Resistencia a La Fatiga
Los límites de fatiga se obtienen con los métodos de cálculo vistos en "Fatiga". En el caso de los engranajes se utiliza para elcálculo del límite a fatiga, (Se), la siguiente expresión: Se=Ka, Kb, Kc, Kd, Ke, Kg, Se´
Donde:
Se´= límite de fatiga del material.
ka = factor de superficie.
kb = factor de tamaño.
Kc = factor de confiabilidad.
kd = factor de temperatura.
ke = factor de modificación por concentración de esfuerzo.
kg= factor de efectos diversos.

Factor de superficie, ka
De entre las distintas posibilidades vistas en "fatiga" se usa la curva de "acabado a máquina" aun cuando el flanco pueda estar esmerilado o cepillado, porque el fondo no lo suele estar.
Factor de tamaño kb
Este factor tiene en cuenta que (Se´) ha sido calculado para un tamaño (d), de probeta y que el diente tiene otra seccióntransversal.
Paso P | Factor Kb | Paso P | Factor Kb |
2 | 0,832 | 6 | 0,925 |
2,5 | 0,850 | 7 | 0,939 |
3 | 0,865 | 8 | 0,951 |
4 | 0,890 | 10 | 0,972 |
5 | 0,909 | 12 | 0,990 |
Factores de tamaño para dientes de engrane rectos.
Factor de confiabilidad, kc
Confiabilidad R | 0.50 | 0.90 | 0.95 | 0.99 | 0.999 | 0.9999 |
Factor kc | 1.000 | 0.897 | 0.868 | 0.814 | 0.753 | 0.702...