E N G R A N A J E S INTRODUCCION

Transcripción

1 E N G R A N A J E S INTRODUCCION Un engranaje es un mecanismo de transmisión, es decir, se utiliza para transmitir el movimiento de rotación entre dos árboles. Está formado por dos ruedas dentadas que engranan entre sí, montadas solidariamente a sus respectivos árboles, de tal forma, que el movimiento se transmite por efecto de los dientes que entran en contacto. La rueda de menor número de dientes se denomina piñón, y la de mayor número de dientes se denomina corona. En el modo de funcionamiento habitual de un engranaje, el piñón es el elemento que transmite el giro, rueda conductora, mientras que la corona hace el papel de rueda conducida. Un parámetro fundamental de diseño de estos mecanismos es la relación de transmisión i; se denomina así a la relación entre las velocidades angulares de las ruedas conductora n 1 y conducida n 2. i=n 1 /n 2 Los engranajes se utilizan, fundamentalmente, como mecanismos reductores de velocidad, ya que los diferentes tipos de motores (térmicos, eléctricos, neumáticos, hidráulicos, etc.), para una potencia determinada, desarrollan un par motor reducido a una velocidad angular relativamente elevada. Sin embargo, con la aplicación de un mecanismo reductor de velocidad se consigue desarrollar en el árbol motriz un par motor elevado con una velocidad de salida más reducida.

2 CLASIFICACION DE LOS ENGRANAJES Los engranajes se pueden clasificar atendiendo a la posición relativa de sus ejes. 1. Engranajes de ejes paralelos. Utilizan ruedas dentadas cilíndricas con dentado recto o con dentado helicoidal. 2. Engranajes de ejes cruzados. Utilizan ruedas con dentado helicoidal, cilíndricas o cónicas; también pueden estar constituidos por una rueda helicoidal y un tornillo sinfín. 3. Engranajes de ejes concurrentes. Utilizan ruedas dentadas cónicas con dentado recto o con dentado helicoidal.

3 DEFINICIONES GEOMETRICAS A continuación se hace una descripción de los parámetros más importantes referentes al dentado de una rueda dentada perteneciente a un engranaje, independientemente del tipo de rueda utilizada. En sucesivos apartados se estudiarán las particularidades de cada tipo de rueda. RUEDA CONJUGADA: cualquiera de las dos ruedas dentadas de un engranaje respecto a la otra. DIENTE: en una rueda dentada, cada uno de los elementos salientes destinados a asegurar, por contacto con los dientes de la rueda conjugada, el arrastre de la rueda por su conjugada. HUECO ENTRE DIENTES: espacio que separa dos dientes contiguos de una rueda dentada. SUPERFICIE DE CABEZA: superficie coaxial a la rueda dentada que limita las puntas de los dientes. SUPERFICIE DE PIE: superficie coaxial a la rueda dentada que limita el fondo de los huecos entre dientes. FLANCO DEL DIENTE: porción de la superficie lateral de un diente comprendida entre las superficies de cabeza y de pié. Para establecer la forma del perfil de los flancos de los dientes hay que tener en cuenta los siguientes aspectos: sencillez de su tallado, disminución del rozamiento, resistencia de los dientes, asegurar un funcionamiento silencioso y exento de vibraciones. Hay una gran diversidad de formas de dientes, aunque solamente se emplean curvas cíclicas fáciles de realizar, utilizándose el perfil cicloidal y el de evolvente. El dentado con perfil cicloidal está compuesto por dos curvas, epicicloide en la parte superior del diente e hipocicloide en la parte inferior. Este dentado tiene la ventaja de una perfecta correspondencia en la forma de los dientes, con pequeña presión y, por consiguiente, mínimo desgaste, pero con el inconveniente de precisar un trazado para cada juego de ruedas o engranaje, con la consiguiente dificultad de mecanizado.

4 El dentado con perfil de evolvente está compuesto por una sola curva. Tiene la ventaja de que todas las ruedas que tienen el mismo paso, ángulo de presión, ajuste de cabeza y de pie de diente, pueden trabajar juntas e intercambiarse, modificando únicamente la distancia entre centros; a su vez, el mecanizado de este tipo de dientes se efectúa mediante herramientas sencillas. Lo anterior justifica la utilización casi exclusiva del dentado con perfil de evolvente. EVOLVENTE DE LA CIRCUNFERENCIA: curva descrita por un punto de una recta que rueda sin deslizar sobre una circunferencia fija (circunferencia base).

5 CIRCUNFERENCIA BASE: es el lugar geométrico de todos los puntos de origen de las evolventes que forman los flancos de los dientes de una rueda dentada. DIÁMETRO BASE (d b ): diámetro de la circunferencia base. FLANCO DERECHO/IZQUIERDO: para un observador que mira desde el lado de la rueda dentada convencionalmente elegido como lado de referencia, de los dos flancos, el que está a la derecha/izquierda del diente visto con la cabeza hacia arriba. FLANCOS HOMOLOGOS: en una rueda dentada, todos los flancos derechos o todos los izquierdos. FLANCO CONJUGADO: en un engranaje, uno de los flancos en contacto, considerado con relación al otro. FLANCO ACTIVO: porción del flanco de trabajo sobre el que se efectúa el contacto con los flancos de la rueda conjugada. CIRCUNFERENCIA PRIMITIVA: superficie convencional que se toma como referencia para definir las dimensiones del dentado de una rueda dentada, y la posición relativa entre las dos ruedas que constituyen el engranaje. Desde el punto de vista cinemático representa la sección circular de la rueda de fricción equivalente. Es decir, si en lugar de utilizar un engranaje, utilizamos dos ruedas de fricción, en ambos casos, para una velocidad n 1 de la rueda conductora, obtenemos una velocidad n 2 en la rueda conducida.

6 DIÁMETRO PRIMITIVO (d): diámetro de la circunferencia primitiva. LINEA DE ACCION: es la tangente común a las dos circunferencias base del engranaje, y a su vez, representa el lugar geométrico de los sucesivos puntos de contacto de los flancos conjugados. ANGULO DE PRESION (α): es el ángulo formado por la línea de acción y la tangente común a las circunferencias primitivas del engranaje; su valor es de 20º.