Indice
1.
Engranajes
2.
Fabricación
3. Tipos de representación de
engranajes
4. Poleas y
correas
6. Definiciones y
nomenclatura.
El engranaje de ruedas tiene por objeto transmitir la
rotación de un eje a otro eje. La rueda que recibe el
movimiento se
denomina "conductora", y la que engrana con ella "conducida".
Cuando los ejes son paralelos, los engranajes reciben el nombre
de planos; si los ejes se cortan, de ángulo o
cónicos y si se cruzan, de hiperboloides.
De los engranajes planos, los más interesantes son los
cilíndricos. Están constituidos por dos ruedas
dentadas, que engranan entre sí.
El perfil de un diente debe ser la envolvente del del otro, o lo
que es lo mismo que la normal en cada uno de los puntos de
contacto por los que pasan los dientes en el movimiento,
pasen por el de tangencia de los círculos primitivos. Esta
condición básica es la que ha permitido la construcción de las formas tan
extrañas de engranajes que conforman la
colección.
Tallado por Generación: Consiste en la utilización
de una fresa madre (con una serie de dientes cortantes) en lugar
de una fresa única (que talla diente por diente). De esta
forma, la separación entre dientes es más exacta y
se asegura entonces un funcionamiento más regular del
engranaje. En las fotos siguientes
se muestran dos tipos de fresas madres o "creadores" utilizados
para la generación de engranajes cilíndricos y de
cónicos helicoidales, respectivamente.
Engranajes Cilíndricos Rectos: Son aquellos en donde la
sección de corte se mantiene constante a lo largo de su
sentido axial. Constituyen el tipo de engranajes más
sencillo de fabricar. Se utilizan en situaciones en donde es
necesario la transmisión de potencia en ejes
paralelos y constituyen el engranaje original con mayor
tradición. Actualmente, se utilizan poco debido al
excesivo ruido generado
por los mismos. Ejemplo: máquinas
sencillas de trituración de caña de azúcar.
Engranajes Cilíndricos Helicoidales: Son aquellos en donde
se ha creado un ángulo entre el recorrido de los dientes
con respecto al eje axial con el fin de asegurar una entrada
más progresiva del contacto entre diente y diente,
reduciendo el ruido de
funcionamiento y aumentando la resistencia de
los dientes del engranaje. Constituyen los engranajes mayormente
utilizados en la actualidad. Ejemplo: cajas reductoras de
automóviles.
En la foto a la derecha se muestra un
engranaje cilíndrico recto (pequeño), unido a un
engranaje cilíndrico helicoidal (grande). El ángulo
de la hélice en el cilíndrico helicoidal determina
la diferencia entre ambos.
Engranajes Cilíndricos Bi-Helicoidales: Cumplen la
función
de dos engranajes cilíndricos helicoidales con
hélice en sentido contrario, unidos en el sentido axial.
Pueden ser con descargas o sin descargas, dependiendo del modo de
fabricación. Poseen las ventajas de los cilíndricos
helicoidales además de evitar ejercer fuerzas axiales
sobre el eje que los soporta debido a que las fuerzas en ambas
hélices se compensan entre sí. La foto abajo
muestra el
tallado de un engranaje Bi-Helicoidal con descarga. Se utilizan
mayormente en cajas reductoras en donde se desea la ventaja de
bajo ruido de los engranajes cilíndricos helicoidales
junto con la ausencia de fuerzas axiales para evitar el desgaste
de los rodamientos que soportan los ejes en donde descansan estos
engranajes. Ejemplo: reductores modernos de centrales azucareras
y plantas de
procesamiento de cemento.
Engranajes Cónicos Rectos: Son utilizados para efectuar
una reducción de velocidad con
ejes a 90° (perpendiculares). Son utilizados en menor
proporción que los engranajes cónicos helicoidales
debido a que generan mayor ruido que generan los engranajes
cónicos rectos. Actualmente se utilizan en pocos
diseños nuevos pero son utilizados en reconstrucciones de
transmisiones de ejes perpendiculares en donde existían
engranajes cónicos rectos.
Engranajes Cónicos Helicoidales: Son utilizados para
efectuar una reducción de velocidad con
ejes a 90° (perpendiculares). Se diferencian de los
cónicos rectos en que los dientes no recorren un sentido
radial al centro del eje del engranaje. Presentan una mayor
superficie de contacto entre piñón (engranaje
más pequeño) y corona (engranaje con mayor
número de dientes) ya que más de un diente hace
contacto a la vez. Ejemplo de utilización: virtualmente
todas las transmisiones posteriores de camiones y
automóviles.
Hipoides: Parecidos a los cónicos helicoidales, se
diferencian en que las continuaciones de los ejes del
piñón y de la corona no se cruzan en ninguno de los
ejes cartesianos (X, Y, Z). Se utilizan en transmisiones de
máquinas industriales y embarcaciones en donde es
necesario que los ejes no estén al mismo nivel por
cuestiones de disponibilidad de espacio.
Tornillo Sinfín y Corona: Permiten la transmisión
de potencia sobre
ejes perpendiculares y son utilizados comúnmente por sus
altas relaciones de transmisión (relación entre la
velocidad de entrada y la de salida) en comparación con
los engranajes cónicos. Poseen adicionalmente un bajo
costo y la
posibilidad de ser autobloqueantes. Es decir, que sea imposible
mover el eje de entrada a través del eje de salida, algo
que no es posible utilizando cualquiera de los engranajes
mostrados anteriormente. Ejemplos de uso: transmisiones para
abrir puertas automáticas de casas y edificios
residenciales.
3. Tipos de
representación de engranajes
Las normas I.S.O
2203-E, Nch 1187 of 93, han establecido un tipo de
representación para engranajes en dibujo
tecnico, la cual es la sgte.:
Representación detallada.
En la representación detallada de en engranaje recto, se
dibuja este en dos vistas que son: vista anterior, donde se
dibujan los ejes de simetria, una circunferencia con linea de
contorno que representa el diámetro exterior, una
circunferencia con linea de eje que representa el diámetro
primitivo (concentricas), agregandolea esto detalles que pudiera
tener el engranaje (perforacion, chaveta, masa, rayos, etc.). en
la vista anterior pueden representarse todos o algunos de los
dientes.
La otra vista es la vista lateral izquieerda o derecha, que puede
dibujarse en corte o medio corte como cualquiera otra pieza
mecanica; como sea en la vista lateral debe colocarseel
diámetro primitivo a todo el largo del flamnco del diente,
el cual quedara representado por una linea de eje de
simetria.
También diremos que al representar dos engranajes
engranando (rueda-piñon), en la representación
detallada, deben dibujarse la vista lateral en corte o medio
corte, un diente montado sobre otro, siendo uno solo el eje que
los une (diámetro primitivo) por producirse como ya lo
hemos dicho anteriormente una tangencia de los engranajes.
4. Poleas y
correas
Introducción:
El engranaje fue invención de Leonardo da
Vinci (1452-1519), que además de ser artista fue
también un gran escultor, arquitecto, físico,
escritor, músico e ingeniero, educando en la escuela
florentina Al engranaje le llamo "rueda dentada".
Finalidad
Las poleas y correas
son organismos mecánicos que tienen por finalidad en
conjunto de transmitir movimiento de rotación entre ejes,
ya sean estos paralelos o no, a una relativa distancia entre
ellos, con la ayuda de rozamiento o fricción
(deslizamiento).
Partes de una transmisión
En una transmisión por poleas hay que distinguir; la polea
conductora, que es la que transmite la fuerza, la
polea conducida es aquella que recibe la fuerza y un
tercer elemento que a veces se ocupa, que es polin tensor, el
cual aumenta el ángulo de contacto, mejorando la
fricción y como ultimo componente, la o las correas.
Partes de la polea
Las partes que componen una polea son las siguientes:
a) Llanta, que es la superficie donde se apoya la correa.
b) Maso cuño, que es aquella parte que esta destinada a
abrazar al árbol en forma fija mediante una chaveta.
c) Rayos, son aquellos que unen la masa con la llanta.
Formas de las poleas
La forma de las poleas varia según su diámetro que
puede ser pequeño, mediano y grande. En la polea de
pequeño diámetro se confunde la llanta con la masa,
desapareciendo los rayos. En la polea de diámetro mediano,
los rayos se unen en tal forma que quedan formando un disco
agujereado.
Las poleas de grandes diámetros se construyen con rayos de
diferentes formas y secciones.
Las poleas pueden ser de llanta plana o acanalada.
Las poleas de llantas plana en la practica no son planas, porque
si así lo fueran, las correas saltarían de su
lugar, por este motivo se fabrican con una conicidad de uno a
tres grados, desplazando a ambos lados de la llanta.
Las poleas de llanta, acanalada están ideadas para
trabajar con correas ev V, (trapezoidales) .
El ángulo de estas canales es de 34, 36, y 40 grados,
indistintamente.
El numero de canales esta limitado según la fuerza a
transmitir.
Medidas de las correas trapeciales o en v.
Las correas en V se clasifican en serie estándar y
especial.
Serie estándar
Perfil A B C D E
Ancho superior 13 17 22 32 40
Altura 6 11 14 20 25
Ancho inferior 7.5 8.4 12.35 18.35 22.8
Serie Especial.
PERFIL I K L M N O
ANCHO SUPERIOR 5 6 0 10 20 25
ALTURA 3 4 5 0 12.5 16
ANCHO INFERIOR 3 3.3 4.55 5.0 11.4 14
Finalidad mecánica de los engranajes
La teoría
de los engranajes corresponde al estudio de los mecanismos, pero
la representación y especificaciones para su
fabricación se encuentra en la norma ISO 1340,
Nch1627 of 94, por lo que se debe estar familiarizado con sus
proporciones y nomenclaturas.
Los engranajes son órganos mecánicos destinados a
transmitir movimientos de un eje a otro, cuando dichos ejes
están a poca distancia entre si. El objetivo puede
ser el transmitir potencia, cambiar el sentido de giro o bien
reducir o aumentar el numero de revoluciones.
Los engranajes son ruedas que tienen dientes por su parte
exterior e interior, dependiendo del tipo de trabajo que van a
efectuar, son construidos de tal manera que en cada par de
engranajes las salientes de uno se introducen en los vaciados del
otro produciéndose el movimiento, no por rozamiento, como
sucede en las ruedas de fricción, si no por empuje
directo, de dos ruedas que se engranan entre si. Si una es
sencillamente mas grande que la otra esta se llamara "RUEDAS" y
la otra mas pequeña se llamara "PIÑON" .
En un engranaje hay que distinguir las sig. Partes :
Cubo O Masa: Es la parte central del engranaje la cual abraza al
eje y queda unida a el
por intermedio de una chaveta o pasador
Rayos : Son aquellos elementos que están encargados de
unir las llantas con la masa , los cuales pueden ser remplazados
por una parte maciza o bien en forma de plato (disco )
.
Llanta O Corona: es aquel anillo circular en la cual van tallados
los dientes.
Dientes : son los elementos, como ya se dijo anteriormente que
están destinados a la transmisión del movimiento en
forma de engrane de unos con otro en un par de ruedas
dentadas.
Partes De Un Diente: Las partes que componen un diente de un
engranaje son las siguientes:
Cabezas : Es la parte considerada desde diámetro primitivo
hacia el diámetro exterior, mirado un diente de
frente.
Pie : Es la parte considerada desde el diámetro primitivo
hacia el diámetro interior, mirando un diente de
frente.
Flanco : Es la superficie lateral de un diente, donde se produce
la rodadura o empuje de un diente con otro.
Tipos De Engranajes
La familia de
los engranajes consta fundamentalmente de cuatro tipos a
saber:
Cilindricos : Existen de dientes rectos que transmiten movimiento
entre arboles
paralelo y de dientes helicoidales que transmiten movimientos
entre arboles
paralelos, entre arboles que se cruzan y entre arboles
perpendiculares.
Conicos : Los engranajes cónicos sirven para transmitir el
movimiento entre dos ejes que generalmente se encuentran.
Las intersecciones de los ejes es comúnmente a 90ª y
es llaman engranajes cónicos de ángulos rectos en
algunos casos el ángulo es mayor o menor de 90ª y se
llaman entonces engranajes cónicos con ángulo
obtuso o agudo según los casos.
Tornillo Sin Fin Y Corona: A si llaman las ruedas dentadas que
engranan con un tornillo de filete trapezoidal.
Se pueden considerar como engranajes helicoidales en los cuales,
una rueda toma la forma de un anillo, y la otra de una rueda con
los dientes inclinados como los filetes de un tornillos.
Transmiten el movimiento entre ejes perpendiculares situados en
distintos planos se emplean donde se requiere una acción
silenciosa y gran reducción de velocidad también se
usa para aumentar la potencia y para los sistemas
irreversibles, es decir, que siempre es el sinfín el que
manda la rueda.
Generalmente este mecanismo se hace trabajar en cajas cerradas
llenas de aceite o grasas.
Cremalleras:
Se llama cremallera, a dos elementos que engranan de los cuales
uno es en forma de engranaje recto y el otro de una barra
dentada.
Transmiten el movimiento rectilíneo de un eje a un
plano.Se emplean donde se tienen que mover mecánicamente
un elemento en sentido rectilíneo alternado.
6. Definiciones y nomenclatura.
Las nomenclaturas y dimensiones que se calculan en un engranaje
recto cilíndrico son las siguientes:
Diametro Primitivo: Es la circunferencia en la cual se verifica
la tangencial de un par de engranajes.
Diametro Exterior: Es la circunferencia en la cual esta inscrito
el engranaje (diámetro de torneado).
Diametro Interior: (O De Fondo) Es la circunferencia en la cual
nacen los dientes de un engranaje.
Paso Circular: Es la distancia entre dos dientes consecutivos,
tomados sobre el diámetro primitivo (un hueco más
un espesor).
Espesor: Es le ancho que tiene un diente mirado de frente, tomado
sobre el diámetro primitivo (de flanco izquierdo a
derecho).
Hueco: Es la magnitud considerada de flanco a flanco de un par de
dientes consecutivos, tomado sobre el diámetro
primitivo.
Altura De Dientes: Es la diferencia que existe en el
diámetro exterior y el diámetro interior de un
engranaje.
Altura De La Caeza Del Diente: Es la magnitud considerada entre
el diámetro primitivo y el diámetro interior.
Altura Del Pie De Un Diente: Es la magnitud considerada entre el
diámetro primitivo y el diámetro interior.
Largo Del Diente: Es la longitud que tiene un diente por la parte
de su flanco.
Juego: Es la
distancia o medida que se deja entre el diámetro exterior
de un engranaje y el diámetro interior de otro que
engrana.
Distancia Entre Centros: Es la medida o distancia comprendida de
eje a eje de un par de engranajes que se encuentran
engranados.
Numero De Dientes: Se entiende por numero de dientes a la
cantidad de dientes que tiene un engranaje.
Sistema para
él calculo de engranajes:
Tenemos dos sistemas para
calcular engranajes, cuya diferencia estriba en sus en sus
formulas, dimencionamiento y nomenclatura, los
cuales son:
A) Modular: Cuya unidad de medida es el modulo, el cual es la
razón del paso circular y el numero de PI ( o el cuociente
del diámetro primitivo de referencia medido en
milímetros y su numero de dientes.
Paso Dp
m = =
PI m
B) PITCH: La unidad de medida de este sistema el pitch
(paso), el cual es la razón que existe entre el numero de
dientes de un engranaje y su diámetro primitivo medido en
pulgadas.
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