andersson engranajes (1)
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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
SELE33I2N DEL LU/I3ANTE
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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+
SELE33I2N DEL LU/I3ANTE
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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