REPÙBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR

PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO

“SANTIAGO MARIÑO” EXTENSIÓN COL - SEDE CIUDAD OJEDA

ENGRANAJES DE DIENTES RECTOS

Presentado por:Alex, Artigas

Ciudad Ojeda, Mayo de 2015

El engranaje es una rueda o cilindro dentado empleado para transmitir

un movimiento giratorio o alternativo desde una parte de una máquina

a otra. Un conjunto de dos o más engranajes que transmite el

movimiento de un eje a otro se denomina tren de engranajes. Los

engranajes se utilizan sobre todo para transmitir movimiento giratorio,

pero usando engranajes apropiados y piezas dentadas planas pueden

transformar movimiento alternativo en giratorio y viceversa.

Concepto de engranajes

Fabricación de los engranajesEl formado de los dientes del engranaje se realiza por

varios procedimientos, entre los cuales se encuentran: colado en

arena, moldeo en cáscara, fundición por revestimiento, colada en

molde permanente, colada en matriz, fundición centrífuga. También

puede fabricarse por Pulvimetalurgia (metalurgia de polvos) o bien

formarse primero por extrusión y luego rebanar son cortadores

formadores y generadores. Unos de los métodos más usados es el

"formado en frío" en el que unas matrices o dados ruedan sobre

cuerpos de engranajes para formar los dientes, en este caso las

propiedades del metal mejoran grandemente, además generan un

perfil de buena calidad. Los dientes de los engranajes se maquinan

por fresado, cepillado o formado con sinfín y pueden ser acabados

por cepillado, bruñido, esmerilado o pulido con rueda.

Origen de los engranajesLeonardo da Vinci, muerto en Francia en 1519, dejó numerosos dibujos y

esquemas de algunos de los mecanismos utilizados hoy diariamente, incluido

varios tipos de engranajes de tipo helicoidal.

Los primeros datos que existen sobre la transmisión de rotación con velocidad

angular uniforme por medio de engranajes, corresponden al año 1674, cuando el

famoso astrónomo danés Olaf Roemer (1644-1710) propuso la forma o perfil del

diente en epicicloide.

Robert Willis (1800-1875), considerado uno de los primeros ingenieros mecánicos,

fue el que obtuvo la primera aplicación práctica de la epicicloide al emplearla en la

construcción de una serie de engranajes intercambiables. De la misma manera, de

los primeros matemáticos fue la idea del empleo de la evolvente de círculo en el

perfil del diente, pero también se deben a Willis las realizaciones prácticas. A Willis

se le debe la creación del odontógrafo, aparato que sirve para el trazado

simplificado del perfil del diente de evolvente.

Origen de los engranajes

Es muy posible que fuera el francés Phillipe de Lahire el primero en

concebir el diente de perfil en evolvente en 1695, muy poco tiempo

después de que Roemer concibiera el epicicloidal.

La primera aplicación práctica del diente en evolvente fue debida al

suizo Leonhard Euler (1707). En 1856, Christian Schiele descubrió el

sistema de fresado de engranajes rectos por medio de la fresa madre,

pero el procedimiento no se llevaría a la práctica hasta 1887, a base de

la patente Grant.En 1874, el norteamericano William Gleason inventó la primera fresadora

de engranajes cónicos y gracias a la acción de sus hijos, especialmente su

hija Kate Gleason (1865-1933), convirtió a su empresa Gleason Works,

radicada en Rochester (Nueva York, EEUU) en una de los fabricantes de

máquinas herramientas más importantes del mundo.

Origen de los engranajesEn 1897, el inventor alemán Robert Hermann Pfauter (1885-1914),

inventó y patentó una máquina universal de dentar engranajes rectos

y helicoidales por fresa madre. A raíz de este invento y otras muchos

inventos y aplicaciones que realizó sobre el mecanizado de

engranajes, fundó la empresa Pfauter Company que, con el paso del

tiempo, se ha convertido en una multinacional fabricante de todo tipo

de máquinas-herramientas.A finales del siglo XIX, coincidiendo con la época dorada del

desarrollo de los engranajes, el inventor y fundador de la empresa

Fellows Gear Shaper Company, Edwin R. Fellows (1846-1945),

inventó un método revolucionario para mecanizar tornillos sin fin

glóbicos tales como los que se montaban en las cajas de dirección de

los vehículos antes de que fuesen hidráulicas.

Tipos de engranajes

Engranajes de Dientes Rectos

Es el engranaje más sencillo de fabricar y el más antiguo,

generalmente, para velocidades medias.

A grandes velocidades si no son rectificados, producen

ruido más o menos importante según la velocidad y la

corrección de su tallado. Es el engranaje donde la sección

de corte se mantiene constante con respecto al eje axial.

En estos tiempos se utilizan poco, ya que generan mucho

ruido. Se encuentran en las prensas de caña de azúcar, y

prensas mecánicas.

Funciones de los engranajes de dientes Rectos

Efectúan la transmisión de movimiento que se cortan en un mismo plano.

Los dientes convergen el punto de intersección de los ejes.

Son utilizados para reducir velocidad con ejes de 90 grados.

Funcionamiento de los engranajes de dientes rectos.

Su funcionamiento consiste en que el engranaje motriz (piñón) gira en un sentido, gracias a un motor, y al estar en contacto con el segundo engranaje (rueda) hace que éste se mueva en sentido contrario. La velocidad con que gire la rueda dependerá de la velocidad del piñón y de sus diámetros.

Partes de un engranaje de dientes rectos

Características de los engranajes de dientes rectos

Las principales características de un engranaje de dientes rectos son:

Tipo de circunferencia-Circunferencia primitiva: es una circunferencia hipotética en la se encontrarían unas ruedas de fricción. Las circunferencias primitivas del piñón y la rueda son tangentes.-Circunferencia interior: su radio va del centro del engranaje a la parte interior de los dientes.-Circunferencia exterior: su radio va desde el centro del engranaje a la parte exterior de los dientes.·Módulo (m)Valor del diámetro de una circunferencia que tiene como longitud el valor del paso·Relación de transmisión-Relación de transmisión (i) = Nº de dientes del piñón : Nº de dientes de la rueda-Relación de transmisión (i) = velocidad de la rueda : velocidad del piñón

Usos de los engranajes de dientes rectos

Los engranajes de dientes rectos se pueden utilizar para aumentar o

disminuir el par, o la potencia, de un objeto dado.

Éstos se utilizan para este efecto en las lavadoras, licuadoras,

secadoras de ropa, equipos de construcción, bombas de combustible y

molinos.

En las centrales eléctricas, los llamados "trenes" de engranajes rectos

se utilizan para convertir una forma de energía, como la eólica o la

energía hidroeléctrica, en energía eléctrica.

Los engranajes de dientes rectos se utilizan también para aumentar o

disminuir la velocidad de un objeto.

Desventaja de los engranajes de dientes rectos

La desventaja de los engranajes de dientes rectos es que

hacen mucho ruido cuando se utilizan a altas velocidades y

su diseño pone mucho estrés en los dientes del engranaje.

Por esta razón, los engranajes de dientes rectos se conocen

como engranajes de baja velocidad.

Diámetro primitivo (Dp): Dp = M * Z

Diámetro exterior (De): De = Dp + 2*M ó De = M * (Z+2)

Diámetro interior (Di): Di = Dp - 2 * 1.167 * M

Distancia entre centros (A): A = (Dp + dp)/2 ó A = (Z + z) * M/2

Paso (P) P = 3.1415 * M

Formulas para el diseño de los engranajes de dientes rectos

Tenemos un sistema de engranajes simple formado por dos ruedas dentadas de dientes rectos. Conocemos n1 =15 rpm, z1= 60 y z2 = 20. a) Calcula el valor de n2 en rpm. b) Indica si el sistema es reductor o multiplicador. Recuerda que: n1 · z1 = n2 · z2

De entrada gira a 15 rpm y de salida gira a 45 por lo tanto el sistema es multiplicador.

Ejercicios

En el taller del aula de Tecnología tenemos un taladro de

columna y, queremos saber a qué velocidad tendrá que

girar el motor de dicho taladro (velocidad de entrada n1),

si transmite el movimiento a una broca a través de dos

ruedas dentadas de, z1=50 e z2=150. La broca gira a 600

rpm (velocidad de salida n2).

Solución: 

Ejercicios