Andersson Engranajes (1)

8/16/2019 Andersson Engranajes (1)

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NGRANAJES

DISEÑO DE ELEMENTOS DE MÁQUINASElementos de Transmisión de Potencia


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¿Qué son?Los engranajes son sistemas de transerencia de !otencia "#econstan de m$nimo dos !ie%as mec&nicas dentadas de es!esor

nota'le( "#e se aco!lan entre s$ !ara transerir mo)imientorotati)o o a*ial+

Peculiaridades:

• A dierencia de los sistemas de transerencia de !otencia !or

ricción( en este sistema el sentido de giro se )e in)ertido a lasalida del sistema+

• ,eneralmente el elemento ma-or es llamado Corona - elmenor Piñón+

• Si el sistema se com!one de m&s de dos r#edas( es llamado Tren de engranaje+


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.A/IEDADES0


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APUNTES 1IST2/I3OS• La literat#ra de la antig#a 34ina( ,recia(

T#r"#$a - Damasco mencionan engranajes!ero no a!ortan m#c4os detalles de losmismos+

• El mecanismo de engranajes m&s antig#o dec#-os restos dis!onemos es el mecanismo

de Anticitera+ Se trata de #na calc#ladoraastronómica datada entre el 567 - el 577 a+3+ - com!#esta !or al menos 87 engranajesde 'ronce con dientes triang#lares+

• En la Antig#a 34ina( #n ejem!lo es elllamado 9carro "#e a!#nta 4acia el S#r9:5;7( #n mecanismo "#emanten$a el 'ra%o de #na ?g#ra 4#manaa!#ntando siem!re 4acia el S#r gracias al#so de engranajes dierencialesepicicloidales+


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.ENTA@AS0• La !rinci!al )entaja del sistema de engranajes

consiste en "#e la transmisión de mo)imiento es

#niorme( en contraste a la de !oleas( "#e !#ede!resentar saltos c#ando la !olea se desli%a+

• Otra )entaja es "#e re"#iere de m$nimo doselementos !ara s# #ncionamiento( el mecanismo de!oleas - cadenas re"#iere m$nimo tres+

DES.ENTA@AS0• Al #ncionar !or contacto directo - no !or ricción( es

m&s r#idoso+• El cam'io de !ie%as !or desgaste es m&s costoso+


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3LASII3A3I2N

Los engranaes se puedenclasi!car "eniendo en cuen"alos siguien"es cri"erios:

• La dis!osición de s#s ejes+• La geometr$a del dentado - dientes+• Engranajes Es!eciales+


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SE,BN LA DISPOSI3I2N DE SUSE@ES

E@ES PA/ALELOS E@ESPE/PENDI3ULA/ES


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SE,BN LA O/MA DEL DENTADO C DIENTE

3ILND/I3O 32NI3O

/E3TO

1ELI3OIDAL


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ESPE3IALES


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SE,BN LA POSI3I2N DEL DENTADO

INTE/NOETE/NO


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Los engranajes de dentado 4elicoidal est&ncaracteri%ados !or s# dentado o'lic#o con relación aleje de rotación+ En estos engranajes el mo)imiento se

transmite de modo ig#al "#e en los de dentado recto(!ero con ma-ores )entajas+ Los ejes de los engranajes4elicoidales !#eden ser !aralelos o cr#%arse(generalmente a F7G( sin necesidad de #n dentadocónico+

EN,/ANA@E 1ELI3OIDAL


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.ENTA@AS

•

Transmiten m&s !otencia - m&s )elocidad "#elos rectos :Ma-or e?ciencia>/ectos0 H7 a F71elicoidales0 F6 a FH

• Son m&s silenciosos - d#raderos "#e los de

dientes rectos+• P#eden aco!larse con ejes !aralelos -

!er!endic#lares+


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DES.ENTA@AS

• Se desgastan m&s "#e los rectos+• /e"#ieren ma-or - mejor l#'ricación+• S# a'ricación es m&s di$cil( !or consig#iente(

son m&s costosos+


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3ÁL3ULO DE EN,/ANA@ES1ELI3OIDALES

La caracter$stica !rinci!al de #n engranaje4elicoidal es el &ng#lo JK el c#al es el &ng#loormado entre el eje del engranaje - lainclinación de los dientes( ste es #n indicio de la

)elocidad de rotación del sistema( !#es de estade!ende !ara s# !roceso de a'ricación+

.elocidades 'ajas0 K :6G a 57G>

.elocidad medias0 K :56G a ;6G>

.elocidad altas0 K 87G


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2/MULAS 3ONST/U3TI.AS


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3ÁL3ULO DE EN,/ANA@ES1ELI3OIDALES

Tanto !ara engranajes rectos como 4elicoidales(-a sean cónicos o cil$ndricos c#m!len la orm#lade relación de transmisión0


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En ingenier$a mec&nica se denomina tornillo sin ?n a #n

dis!ositi)o "#e transmite el mo)imiento entre ejes "#eson !er!endic#lares entre s$( mediante #n sistema dedos !ie%as0 el 9tornillo9 :con dentado 4elicoidal>( - #nengranaje circ#lar denominado 9corona9+

TO/NILLO SIN IN < 3O/ONA


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El !rinci!io de #ncionamiento res!ecto a los dem&s

mecanismos de engranajes es el mismo( sin em'argo lanomenclat#ra cam'ia #n !oco0

3ada #no de los Jdientes del tornillo sin ?n ser&nllamados0 JEntradas+

Dejando esto claro la relación de !aso entre el sin ?n -la corona est& dado !or0

,EOMET/A C 3ÁL3ULOS

Donde0Jn se re?ere a )elocidad ang#lar+

Je es el nmero de entradas del sin ?n+

J z el nmero de dientes de la corona


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TIPOS DE SIN IN


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.ENTA@AS C DES.ENTA@ASLa ma-or )entaja de este

mecanismo es "#e es delos mejores !ara red#cciónde )elocidad( !#esto "#een contraste al nmero dedientes de la corona( elnmero de entradas del

tornillo es m#c4o menor+

S# !rinci!al des)entajaradica en "#e( a dierenciadel mecanismoJ3remallera


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Un mecanismo de cremallera es #n dis!ositi)omec&nico con dos engranajes( denominados !iónR -cremalleraR( "#e con)ierte #n mo)imiento de rotaciónen #n mo)imiento rectil$neo o )ice)ersa+ El engranaje

circ#lar denominado !iónR engrana con #na 'arradentada denominada cremalleraR( de orma "#e #ngiro a!licado al !ión ca#sa el des!la%amiento lineal dela cremallera+

3/EMALLE/A < PIÑ2N


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APLI3A3IONES0

El cam!o de a!licación de los engranajes es )irt#almenteilimitado+

Los encontramos en las centrales de !rod#cción deenerg$a elctrica( 4idroelctrica - en los elementos detrans!orte terrestre0 locomotoras( a#tomotores( camiones(a#tomó)iles( trans!orte mar$timo en '#"#es de todasclases( a)iones( en la ind#stria siderrgica0 laminadores(trans!ortadores( etc+( minas - astilleros( &'ricas decemento( gras( montacargas( m&"#inas


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• #ECAN$S#% &$'ERENC$AL:

El mecanismo dierencial tiene !or o'jeto !ermitir "#e c#ando el)e4$c#lo d #na c#r)a s#s r#edas !ro!#lsoras !#edan descri'irs#s res!ecti)as tra-ectorias sin !atinar so're el s#elo+

• CAJA &E (EL%C$&A&ES0

Es el elemento encargado de aco!lar el motor - el sistema detransmisión con dierentes relaciones de engranes o engranajes(

de tal orma "#e la misma )elocidad de giro del cigeal !#edecon)ertirse en distintas )elocidades de giro en las r#edas+

APLI3A3IONES DE EN,/ANA@ES


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Los red#ctores de )elocidad son mecanismos "#etransmiten mo)imiento entre #n eje "#e rota a alta)elocidad( generalmente #n motor( - otro "#e rota amenor )elocidad( !or ejem!lo #na 4erramienta+ Secom!onen de j#egos de engranajes de di&metrosdierentes o 'ien de #n tornillo sin ?n - corona

3OMO /EDU3TO/ES DE .ELO3IDAD


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El mecanismo de cremallerageneralmente orma !arte dela dirección de losa#tomó)iles - de otros)e4$c#los con r#edas+ Es

menos !reciso "#e otrosti!os de dirección :como elde recirc#lación de 'olas>(!ero !ro!orciona alcond#ctor #na sensaciónm&s directa del

com!ortamiento del)e4$c#lo+ El mecanismo!#ede ser ser)oasistido(4idrlico o accionado !or #nmotor elctrico+

DI/E33I2N DE AUTOM2.ILES


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Los errocarriles de cremallera est&n conce'idos !ara s# #so en %onasmontaosas( con grandes !endientes+ Dis!onen de #na cremallerasit#ada en el centro de la )$a( con los !iones alojados en laslocomotoras+ Esto les !ermite tra'ajar con gradientes ele)ados( 4asta del5 )ertical en ; 4ori%ontal :67>( m#- !or encima de los )alores m&*imosde los errocarriles con)encionales :entre el ; - el > o'tenidos

con?ando e*cl#si)amente en la ricción entre r#edas - carriles+

E//O3A//ILES DE 3/EMALLE/A


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3ONT/OLES DE LA

3OMPUE/TA DE UN 3ANAL


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LU/I3A3I2N EN EN,/ANA@ES

Las transmisiones !or engranajes !rinci!almentelas "#e est&n sometidas a #n gran es#er%o -#ncionamiento de gran )elocidad tienen "#etener el l#'ricante adec#ado !ara !odercontri'#ir a conser)ar s#s !ro!iedadesmec&nicas d#rante el #so


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La elección de la adec#ada )iscosidad !ara #n sistemade engranajes de dientes rectos o 4elicoidales de!ende

de0VPotencia e*!resada en WX o 1P

Vred#cciones mlti!les o sim!les

V)elocidad e*!resada en r!m

Vti!o de l#'ricación :circ#lación o sal!icado>

SELE33I2N DEL LU/I3ANTE


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Acei"es in)i*idos con"ra la )erru+*re , la corrosión -R .%/0

• Se #tili%an c#ando las tem!erat#ras son altas - e*iste el riesgode contaminación con ag#a( "#e cond#ce a la ormación de4err#m're en los metales errosos+

Acei"es +inerales de e1"re+a presión -E0P0/0

• Se #tili%an c#ando los engranajes tienen "#e so!ortar altas

cargas o cargas de c4o"#e( 'ajas )elocidades - altas cargas+ Sonaceites in4i'idos( a los "#e se les incor!oran aditi)os de e*trema!resión( los c#ales son normalmente de a%#re - ósoro+

Acei"es co+pues"os0

• Tienen como caracter$stica !rinci!al s# ele)ada ad4esi)idad+ Son#na me%cla de aceite mineral - grasa animal en !ro!orciones

)aria'les+ Se #tili%an en red#ctores con engranajes de tornillosin< ?n corona en donde la acción de desli%amiento es m#-ele)ada+ Estos aceites se !#eden ?ltrar - enriar sin "#e sese!are la grasa animal del aceite 'ase



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Acei"es sin"é"icos0

•

Se #tili%an generalmente en engranajes "#e !resentan altogrado de desli%amiento( o "#e tra'ajan a altas tem!erat#ras!or !er$odos !rolongados+

Grasas0

• S# a!licación en engranajes no es m#- am!lia de'ido a "#etienen m#- !oca ca!acidad rerigerante - !or"#e las

!art$c#las contaminantes tienden a ser atra!adas - sondi$ciles de eliminar+ Se #tili%an alg#nas )eces en lal#'ricación de engranajes "#e o!eran a 'ajas )elocidades -'ajas cargas( son comnmente #tili%adas en engranajesa'iertos - cajas de engranajes "#e tienden a dejar esca!araceite+

Lu*rican"es sólidos0

• Son #sados c#ando las tem!erat#ras de o!eración son m#-altas o m#- 'ajas( c#ando las #gas no !#eden sertoleradas( - c#ando se de'e o!erar en )ac$o+



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DISEÑO DE EN,/ANA@ES


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TE/MINOLO,IA

VMód#lo0 el mód#lo de #n engranaje es #na caracter$stica de magnit#d "#e se de?necomo la relación entre la medida del di&metro !rimiti)o e*!resado en mil$metros - elnmero de dientes+ Dos engranajes "#e engranen tienen "#e tener el mismo mód#lo+

V3irc#nerencia !rimiti)a0 es la circ#nerencia a lo largo de la c#al engranan losdientes+ 3on relación a la circ#nerencia !rimiti)a se determinan todas lascaracter$sticas "#e de?nen los dierentes elementos de los dientes de los engranajes+

VPaso circ#lar0 es la longit#d de la circ#nerencia !rimiti)a corres!ondiente a #ndiente - #n )ano consec#ti)os+

VEs!esor del diente0 es el grosor del diente en la %ona de contacto( o sea( deldi&metro !rimiti)o+VNmero de dientes0 es el nmero de dientes "#e tiene el engranaje+ Se sim'oli%acomo + El nmero de dientes de #n engranaje no de'e estar !or de'ajo de 5H dientesc#ando el &ng#lo de !resión es ;7G ni !or de'ajo de 5; dientes c#ando el &ng#lo de!resión es de ;6G+

VDi&metro e*terior0 es el di&metro de la circ#nerencia "#e limita la !arte e*terior del

engranaje+VDi&metro interior0 es el di&metro de la circ#nerencia "#e limita el !ie del diente+

VPie del diente0 tam'in se conoce con el nom're de dedend#m+ Es la !arte deldiente com!rendida entre la circ#nerencia interior - la circ#nerencia !rimiti)a+

V3a'e%a del diente0 tam'in se conoce con el nom're de adend#m+ Es la !arte deldiente com!rendida entre el di&metro e*terior - el di&metro !rimiti)o+


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Vlanco0 es la cara interior del diente( es s# %ona de ro%amiento+

VAlt#ra del diente0 es la s#ma de la alt#ra de la ca'e%a:adend#m> m&s la alt#ra del !ie :dedend#m>+

VÁng#lo de !resión0 el "#e orma la l$nea de acción con latangente a la circ#nerencia de !aso( Y :;7G o ;6G son los&ng#los normali%ados>+

VLargo del diente0 es la longit#d "#e tiene el diente delengranaje

VDistancia entre centro de dos engranajes0 es la distancia "#e4a- entre los centros de las circ#nerencias de los engranajes+

V/elación de transmisión0 es la relación de giro "#e e*iste entreel !ión cond#ctor - la r#eda cond#cida+

LO MÁS IMPORTANTE A TENER EN CUENTA EN LASELECCIÓN DE ENGRANAJES, ES EL MÓDULO, YA QUE SÓLODOS ENGRANAJES DEL MISMO MÓDULO PUEDEN

ACOPLARSE.

PARA CREMALLERAS Y TORNILLOS SIN FIN:Mód#lo :M> M !Z[


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DAÑOS C 3UIDADOSLas dos !rinci!ales #entes de allo en #n diente

de engrane son !or ricción - \e*ión( :llamadostam'in !itting - 'ending en ingls>( esto esde'ido a "#e las #er%as lógicas d#rante latranserencia de la #er%a !or eldienteZengranaje( la ricción de diente contra

diente - la #er%a "#e de'en de resistir losdientes( :el "#e trans?ere - el "#e reci'e>( comolo !odemos a!reciar en la gr&?ca deldes!la%amiento del !#nto de engrane+


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.A/IALES A TENE/ EN3UENTA EN SU DISEÑO0

• 3alor generado( :calentamiento>• Es#er%o s'ito - seco :Si la l#'ricación alla>• allo !or atiga en la s#!er?cie de los dientes

:l#'ricación de?ciente - d#re%a inadec#ada>• /#ido como res#ltante de )i'raciones a altas

)elocidades - cargas #ertes+


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E@E/3I3IO T]3NI3O DE3ÁL3ULO DE SELE33I2N DE3ATÁLO,OS

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