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Scientia et Technica Año X, No 24, Mayo 2004. UTP. ISSN 0122-1701

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ENGRANAJES NO CIRCULARES: APLICACIONES, DISEÑO Y MANUFACTURA
RESUMEN En este artículo se expone una reseña sobre los métodos de diseño y manufactura de los engranajes no circulares. Se estudian las diferentes propuestas para la generación de los perfiles de los dientes. Se presentan los métodos tradicionales demanufactura y las tendencias actuales así como sus aplicaciones tanto tradicionales como de nuevo desarrollo. PALABRAS CLAVES: Engranajes no circulares, diseño, manufactura, aplicaciones. ABSTRACT A review of both design methods and manufacture processes of noncircular gears are presented in this paper. New tooth profile generation methods are described here. Traditional and current manufacture processesare mentioned as well as their both classical and modern applications. KEYWORDS: Noncircular gears, application, design, manufacture processes. HÉCTOR FABIO QUINTERO R Ingeniero Mecánico, M. Sc. Profesor Asistente Universidad Tecnológica de Pereira Estudiante de Doctorado Universitat Politècnica de Catalunya hquinte@utp.edu.co SALVADOR CARDONA I FOIX Ingeniero Industrial, Dr. Profesor CatedráticoUniversitat Politècnica de Catalunya salvador.cardona@upc.es LLUÏSA JORDI NEBOT Licenciada en Ciencias Físicas, Dra. Profesor Titular Universitat Politècnica de Catalunya lluisa.jordi@upc.es

1. INTRODUCCIÓN 2. APLICACIONES No se conoce el origen de la utilización de ruedas dentadas como un generador de función, aunque algunos autores citan que Leonardo da Vinci ilustraba el uso de engranajes nocirculares para controlar la tensión en las ballestas. Los primeros métodos de manufactura por generación aproximaban la curva primitiva, en torno al punto de tangencia, con una circunferencia y procedían a realizar el proceso de corte igual al de un engranaje circular. Usualmente este método de generar los dientes era poco preciso, los perfiles de los dientes no eran conjugados y solo podíanutilizarse en operaciones de baja velocidad. La poca aplicación, hasta hace pocos años, de los engranajes no circulares se debe tanto a que los diseñadores no habían reconocido su potencial de utilización como elementos en un mecanismo como a la escasez de fabricantes con capacidad de cortar los dientes dentro del proceso de manufactura de los engranajes. El poco éxito de la utilización de losengranajes no circulares también se puede atribuir a la gran cantidad de cálculos para un diseño exacto y una manufactura apropiada. En el presente trabajo se resaltan algunos ejemplos de utilización de los engranajes no circulares como elementos dentro de un mecanismo; se presentan los conceptos básicos para el diseño de las curvas primitivas conjugadas; se describen brevemente los conceptos utilizadosen los principales métodos de diseño para la generación del perfil del diente desarrollados hasta el momento y se describen los métodos de manufactura propuestos inicialmente así como los nuevos métodos desarrollados.
Fecha de recepción: 29 Marzo de2004 Fecha de aceptación: 16 Abril de 2004

Los ejemplos típicos de aplicaciones de engranajes no circulares son: i) mecanismo para la generación deuna función y ii) etapa de entrada de un mecanismo más complejo. Aunque se utilizan mecanismos de eslabonamientos para las aplicaciones que requieran movimiento irregular, los engranajes no circulares presentan la ventaja de tener una transmisión precisa, definida de manera continua, ser de tamaño compacto y pueden ser balanceados fácilmente. Comúnmente se utilizan engranajes elípticos enmáquinas automáticas, máquinas empaquetadoras, mecanismos de retorno rápido, bombas y medidoras de caudal, ver figura 1. Se utilizan engranajes en forma oval en el medidor Bopp y Reuter, instrumento para medir el caudal de descarga en un proceso.

Figura 1. Medidor de caudal. [1]

En la figura 2 se presenta un engranaje no circular utilizado para transformar la rotación entre ejes paralelos para un...