Nutrimentos Facultad de Ingeniería

Universidad Veracruzana[pic 1][pic 2]

     Facultad de Ingeniería

Nombre del alumno:

César Adolfo González Ginés

Nombre del responsable de laboratorio:

Dr. Jaime León García

Laboratorio:

Diseño Mecánico

Nombre del trabajo:

“Contenido informativo de Engranes”

Fecha de entrega:

   10 de Marzo del 2017

Programa educativo: Mecatrónica  Grupo: 401    

Hora: 7:00 hrs.     Día: Viernes

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Calificación                                                  

Introducción:

El presente trabajo ha sido realizado con la finalidad de conocer la importancia de un adecuado diseño de un sistema que utiliza engranes. Los engranes se utilizan sobre todo para transmitir movimiento giratorio. Existe una gran cantidad de máquinas que utilizan la transmisión de movimiento de rotación de un eje a otro. Los engranajes son sistemas mecánicos que transmiten  el movimiento de rotación desde un eje hasta otro mediante el contacto sucesivo con pequeñas levas conocidas como dientes, estos pueden ser cilíndricos o helicoidales. Los engranajes son elementos de máquina de uso muy frecuente y extenso.

Índice:

1.- Engranaje……………..........................................................................................................................1

2.-Historia de los engranajes…………………………………………………………………………………………………………..2

3.-Tipos de engranajes………………………………….. ……………………………………………………………………………..3

4.-Caracteristicas de un engrane de dientes rectos……….. …………………………………………………………….5

5.-Engranajes cilíndricos de dientes helicoidales …………………………………………………………………………..8

6.- Engranajes helicoidales dobles………………………………………………………………………………………………..10

7.- Engranajes cónicos…………………………………………………………………………………………………………………11

8.- Por acciones especiales…………………………………………………………………………………………………………..14

9.- Por la forma de transmitir movimiento……………………………………………………………………………………15

10.- Transmisión mediante cadena o polea dentada……………………………………………………………………16

11.- Aplicaciones de los engranes…………………………………………………………………………………………………17

Conclusión……………………………………………………………………………………………………………………………………19

Bibliografía…………………………………………………………………………………………………………………………………..20

1. Engranaje

Se denomina engranaje al mecanismo utilizado para transmitir potencia de un componente a otro dentro de una máquina. Los engranajes están formados por dos ruedas dentadas, de las cuales la mayor se denomina corona y el menor piñón. Un engranaje sirve para transmitir movimiento circular mediante el contacto de ruedas dentadas. Una de las aplicaciones más importantes de los engranajes es la transmisión del movimiento desde el eje de una fuente de energía, como puede ser un motor de combustión interna o un motor eléctrico, hasta otro eje situado a cierta distancia y que ha de realizar un trabajo. De manera que una de las ruedas está conectada por la fuente de energía y es conocida como engranaje motor y la otra está conectada al eje que debe recibir el movimiento del eje motor y que se denomina engranaje conducido. Si el sistema está compuesto de más de un par de ruedas dentadas, se denomina tren.

La principal ventaja que tienen las transmisiones por engranaje respecto de la transmisión por poleas es que no patinan como las poleas, con lo que se obtiene exactitud en la relación de transmisión.

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1. Historia de los engranajes

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.

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En 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.

En 1906, el ingeniero y empresario alemán Friedrich Wilhelm Lorenz (1842-1924) se especializó en crear maquinaria y equipos de mecanizado de engranajes y en 1906 fabricó una talladora de engranajes capaz de mecanizar los dientes de una rueda de 6 m de diámetro, módulo 100 y una longitud del dentado de 1,5 m.

Antigua grúa accionada con engranajes ubicada en el puerto de Sevilla

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.

En 1905, M. Chambon, de Lyon (Francia), fue el creador de la máquina para el dentado de engranajes cónicos por procedimiento de fresa madre. Aproximadamente por esas fechas André Citroën inventó los engranajes helicoidales dobles.

1. Tipos de engranajes

La principal clasificación de los engranajes se efectúa según la disposición de sus ejes de rotación y según los tipos de dentado. Según estos criterios existen los siguientes tipos de engranajes:

1. Ejes paralelos

Cilíndricos de dientes rectos          Cilíndricos de dientes helicoidales       Doble helicoidales[pic 5][pic 6][pic 7]

1. Ejes perpendiculares 

Helicoidales cruzados                Cónicos de dientes rectos                    Cónicos de dientes helicoidales[pic 8]

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Cónicos hipoides                                    De rueda y tornillo sin fin[pic 11][pic 12]

1. Por aplicaciones especiales

Planetarios                                                                Interiores de cremallera

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1. Por la forma de transmitir el movimiento

Transmisión simple                Transmisión con engranaje loco       Transmisión compuesta[pic 15][pic 16][pic 17]

1. Transmisión mediante cadena o polea dentada

Mecanismo piñón cadena                                             Polea dentada[pic 18]

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1. Características que definen un engranaje de dientes rectos 

Los engranajes cilíndricos rectos son el tipo de engranaje más simple y corriente que existe. Se utilizan generalmente para velocidades pequeñas y medias; a grandes velocidades, si no son rectificados, o ha sido corregido su tallado, producen ruido cuyo nivel depende de la velocidad de giro que tengan. 

• Diente de un engranaje: son los que realizan el esfuerzo de empuje y transmiten la potencia desde los ejes motrices a los ejes conducidos. El perfil del diente, o sea la forma de sus flancos, está constituido por dos curvas evolventes de círculo, simétricas respecto al eje que pasa por el centro del mismo.

• Módulo: el módulo de un engranaje es una característica de magnitud que se define como la relación entre la medida del diámetro primitivo expresado en milímetros y el número de dientes. En los países anglosajones se emplea otra característica llamada Diametral Pitch, que es inversamente proporcional al módulo. El valor del módulo se fija mediante cálculo de resistencia de materiales en virtud de la potencia a transmitir y en función de la relación de transmisión que se establezca. El tamaño de los dientes está normalizado. El módulo está indicado por números. Dos engranajes que engranen tienen que tener el mismo módulo.

• Circunferencia primitiva: es la circunferencia a lo largo de la cual engranan los dientes. Con relación a la circunferencia primitiva se determinan todas las características que definen los diferentes elementos de los dientes de los engranajes.

• Paso circular: es la longitud de la circunferencia primitiva correspondiente a un diente y un vano consecutivos.

• Espesor del diente: es el grosor del diente en la zona de contacto, o sea, del diámetro primitivo.

• Número de dientes: es el número de dientes que tiene el engranaje. Se simboliza como (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.

• Diámetro exterior: es el diámetro de la circunferencia que limita la parte exterior del engranaje.

• Diámetro interior: es el diámetro de la circunferencia que limita el pie del diente.

• Pie del diente: también se conoce con el nombre de dedendum. Es la parte del diente comprendida entre la circunferencia interior y la circunferencia primitiva.

• Cabeza del diente: también se conoce con el nombre de adendum. Es la parte del diente comprendida entre el diámetro exterior y el diámetro primitivo.

• Flanco: es la cara interior del diente, es su zona de rozamiento.

• Altura del diente: es la suma de la altura de la cabeza (adendum) más la altura del pie (dedendum).

• 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).

• Largo del diente: es la longitud que tiene el diente del engranaje

• Distancia entre centro de dos engranajes: es la distancia que hay entre los centros de las circunferencias de los engranajes.

• Relación de transmisión: es la relación de giro que existe entre el piñón conductor y la rueda conducida. La Rt puede ser reductora de velocidad o multiplicadora de velocidad.

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Piñon recto de 18 dientes      Desplazamiento del punto de engrane en un engranaje recto                                                                     [pic 21][pic 22]

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1. Engranajes cilíndricos de dientes helicoidales

Los engranajes cilíndricos de dentado helicoidal están caracterizados por su dentado oblicuo con relación al eje de rotación. En estos engranajes el movimiento se transmite de modo igual que en los cilíndricos de dentado recto, pero con mayores ventajas. Los ejes de los engranajes helicoidales pueden ser paralelos o cruzarse, generalmente a 90º. Para eliminar el empuje axial el dentado puede hacerse doble helicoidal.

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