ENGRANAJE:

Un engranaje es un sistema compuesto por dos ruedas dentadas, que permite relacionar dos ejes de tal forma que el movimiento de uno de ellos (eje conductor o motor) se transmite al otro eje conducido o receptor.

Es necesario que tanto los dientes del piñón y de la rueda tengan la misma forma y tamaño, de manera que puedan encajar (engranar) entre ellos.

• La principal ventaja es la de mantener constante la relación de transmisión, entre sus dos ejes.

• Los engranajes son mecanismos que se utilizan para la transformación de velocidades tanto en magnitud como en dirección o para transmitir esfuerzos considerables.

Número de dientes (Z): Es fundamental para calcular la relación de transmisión. El número de dientes de un engranaje no debe estar por debajo de 18 dientes cuando el ángulo de presión es 20º ni por debajo de 12 dientes cuando el ángulo de presión es de 25º.

Angulo de presión: El que forma la línea de acción con la tangente a la circunferencia de paso, φ (20º ó 25º son los ángulos normalizados). -A mayor ángulo de presión menor numero de dientes.- A menor ángulo de presión mayor numero de dientes.

Representación del desplazamiento del punto de engrane en un engranaje recto.

CLASIFICACIÓN SEGÚN LA SITUACIÓN DE LOS DIENTES:Los engranajes pueden ser interiores o exteriores.

Los engranajes interiores son aquellos que llevan los dientes tallados en la parte interior de un cilindro hueco.Utilizado en aquellos sistemas que necesiten un espacio mínimo entre sus ejes, por ejemplo en pequeñas taladradoras portátiles, destornilladores eléctricos y pequeños electrodomésticos.

Los engranajes exteriores son aquellos que llevan los dientes tallados en la superficie exterior de un cilindro. Utilizado para relojes.

CLASIFICACIÓN SEGÚN LA FORMA DE LOS DIENTES: Pueden ser engranajes de dientes rectos y de dientes helicoidales. Los engranajes de dientes rectos, son de forma rectilínea y van colocados paralelos al eje de giro de la rueda dentada.

Los engranajes helicoidales son aquellos cuyos dientes están dispuestos siguiendo la trayectoria de hélices paralelas alrededor de un cilindro. Si tenemos un cilindro de una cierta longitud, y tallamos en su periferia hélices paralelas entre sí, al seccionar el cilindro en rodajas obtendremos engranajes helicoidales.

CLASIFICACIÓN SEGÚN LA FORMA DEL ENGRANAJE:

- Engranajes cilíndricos- Engranajes cónicos - Engranajes de tornillo sinfín - Engranajes de cremallera

Engranajes cilíndricos Los engranajes cilíndricos son discos con dientes tallados en su periferia. Existen diferentes tipos de engranajes cilíndricos: de dientes rectos, de dientes helicoidales y de dientes en forma de V.

Los engranajes cilíndricos de dientes rectos llevan dientes rectos, paralelos al eje de rotación del engranaje, tallados en su periferia. Son los más utilizados y los más económicos, aunque también los más ruidosos, y no se pueden utilizar para trabajar a grandes velocidades.

Los engranajes cilíndricos de dientes helicoidales son discos cilíndricos que llevan tallados en su periferia dientes en forma de hélice. El sistema de engranaje de sus dientes les proporciona una marcha más suave que la de los engranajes rectos; además, esto los hace relativamente silenciosos, con una transmisión de fuerza y movimiento más uniforme y segura. Los podernos encontrar en trenes de engranajes, cadenas cinemáticas de máquinas, cajas de cambio etc.

Los engranajes cilíndricos de dientes en forma de V son un caso particular dentro de los engranajes helicoidales. Se emplean para compensar el empuje lateral a que están sometidos los engranajes helicoidales, ya que al tener sus dientes inclinados hacia ambos lados, el empuje lateral queda equilibrado.

Helicoidales para ejes cruzados pueden transmitir rotaciones de ejes a cualquier ángulo, generalmente a 90°, para los cuales se emplean con ventaja los de tornillo-sin-fin, ya que los helicoidales tienen una capacidad de resistencia muy limitada y su aplicación se ciñe casi exclusivamente a transmisiones muy ligeras (reguladores, etc.).

Engranajes cónicos Los engranajes cónicos tienen como finalidad la transmisión del movimiento entre árboles que se cruzan formando un ángulo determinado. Se trata de troncos de cono con dientes tallados en su superficie lateral.

Se clasifican en:- Cónico- Rectos- Cónico- helicoidales- Cónico- espirales-Cónico- hipoides

Cónico-rectos.- Efectúan la transmisión de movimiento de ejes que se cortan en un mismo plano, generalmente en ángulo recto, por medio de superficies cónicas dentadas. Los dientes convergen en el punto de intersección de los ejes. Son utilizados para efectuar reducción de velocidad con ejes en 90°.

Cónico-helicoidales.- Al igual que el anterior se utilizan para reducir la velocidad en un eje de 90°. La diferencia con el cónico recto es que posee una mayor superficie de contacto. Es de un funcionamiento relativamente silencioso. Se utilizan en las transmisiones posteriores de camiones y automóviles de la actualidad.

Cónico-espirales.-La curva del diente en la rueda-plana, depende del procedimiento o máquina de dentar, aplicándose en los casos de velocidades elevadas para evitar el ruido que producirían los cónico-rectos.

Cónico-hipoides.-Para ejes que se cruzan, generalmente en ángulo recto, empleados principalmente en el puente trasero del auto móvil y cuya situación de ejes permite la colocación de cojinetes en ambos lados del piñón. Parecidos a los cónicos helicoidales, se diferencian en que el piñón de ataque esta descentrado con respecto al eje de la corona. Esto permite que los engranajes sean más resistentes. Este efecto ayuda a reducir el ruido del funcionamiento. Se utilizan en máquinas.

Engranajes de Tornillo sin finGeneralmente cilíndricos. Pueden considerarse derivados de los helicoidales para ejes cruzados, siendo el tornillo una rueda helicoidal de un solo diente (tornillo de un filete) o de varios (dos o más). La rueda puede ser helicoidal simple o especial para tornillo sin fin, en la que la superficie exterior y la de fondo del diente son concéntricas con las cilíndricas del tornillo. Generalmente, el ángulo de ejes es de 90º. Permiten la transmisión de potencia sobre ejes perpendiculares. Es un caso extremo de, engranajes hipoidales ya que esta descentrado al máximo. Se aplica para abrir puertas automáticas de casas y edificios Poseen además un bajo costo y son auto bloqueantes. Es decir que es imposible mover el eje de entrada a través del eje de salida.El piñón se convierte en tornillo sin fin y la rueda se denomina corona. El número de dientes del piñón es igual al número de dientes de entradas o hilos del tornillo.El tornillo sin fin generalmente desempeña el papel de la rueda conducida.

Tornillo sin fin y corona cilíndricos: la rueda conducida es igual a la de los engranajes cilíndricos usuales, el contacto es puntual y por lo tanto el desgaste de ambos es rápido. Se utiliza en la transmisión de pequeños esfuerzos y a velocidades reducidas.

Tornillo sin fin y corona de dientes cóncavos: El tornillo mantiene su forma cilíndrica, con sus filetes helicoidales. La rueda está tallada de forma que sus dientes están curvados, con el centro de curvatura situado sobre el eje del tornillo sin fin. El contacto entre los dientes es lineal, lo que hace que se transmita mejor el esfuerzo y por tanto se produce menos desgaste. Se utiliza en mecanismos de reducción.

Tornillo sin fin y corona globoidal: El tornillos se adapta a la forma de la rueda, es poco frecuente, debido a su alto costo de fabricación. Se utiliza en las cajas de dirección de los automóviles.

Engranajes de cremalleraEl mecanismo de cremallera aplicado a los engranajes lo constituyen una barra con dientes la cual es considerada como un engranaje de diámetro infinito y un engranaje de diente recto de menor diámetro, y sirve para transformar un movimiento de rotación del piñón en un movimiento lineal de la cremallera. Quizás la cremallera más conocida sea la que equipan los tornos para el desplazamiento del carro longitudinal.