Resumen de Engranajes
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Resumen de Engranajes
Engranajes
Nombres:
Asignatura
Fecha:
Paolo Jaramillo
Juan Carlos Daz
Cesar Torres
Elementos De Maquinas
27/03/15
ENGRANAJES
Los engranajes se utilizan sobre todo para transmitir movimiento giratorio para
transformar movimiento alternativo en giratorio y viceversa.
Su trabajo se realiza mediante la presin que ejerce los dientes de uno de las
ruedas llamadas motora y la otra conducida.
Se utiliza para su construccin diferentes tipos de materiales como ser: fundicin de
hierro, acero, bronce, aluminio, material sinttico como el tefln. Los engranajes estn
expuestos al desgaste, por lo cual son endurecidos mediante tratamientos trmicos.
Para su construccin se debe conocer los sgtes pto.:
1. Distancia entre los ejes e las ruedas dentadas
2. Numero de vueltas de la rueda motora.
3. Relacin de transmisin
4. Fuerza tangencial que se debe transmitir
Los engranajes se clasifican en:
1. Ejes paralelos
a) Cilindros de dientes rectos
b) Cilindros de dientes helicoidales
c) Doble helicoidales
2. Ejes perpendiculares
a) Helicoidales cruzados
b) Cnicos de dientes cruzados
c) Cnicos de dientes hipoedes
d) Cnicos hipoides
e) De ruedas y tornillos
3. Por aplicaciones especiales
a) Planetarios
b) Interiores
c) De cremallera
4. Por la forma de transmitir el movimiento
a) Transmisin simple
b) Transmisin con engranajes locos
c) Transmisin compuesta. Tren de engranajes
d) Transmisin mediante cadena o polea dentada
e) Mecanismo pin cadena
f) Polea dentada
Modulo:
Dp=ZM
M=
Dimetro interior:
Numero de Dientes:
Dp
Z
Di=Dp2,50M
( Dp+dp )
2
Dp
M
Dc=( Z +2 )M
Dimetro Exterior:
Pc=M
Paso circular:
Z=
E=
Pc
2
1,25M
( 2,25M )
Fn=
Ftangensial
cos
Ft=
N
N
Fr=
tan
r
r
En algunos casos dos engranajes estn transmitiendo una potencia y tienen suficiente
nmero de dientes, es posible que haya ms de una pareja en contacto, sin embargo, es
usual suponer que toda la carga est soportada por un solo par de dientes y que la carga
acta en el punto ms desfavorable, cmo se presenta en la siguiente figura
Siguientes son las formulas correspondiente a un diente:
MH
2
bh3
=
M =FtI I =
I
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ENGRANAJES HELICOIDALES DE EJES PARALELOS
Se emplean para transmitir entre ejes parelelos, estos deben tener el mismo ngulo
pero en sentido contrario, esto produce una fuerza axial lo cual lo transmite a los apoyos
del engrane.
Deben estar adelantados del uno, adems son ms silenciosos y suaves.
Se clasifican en 3 tipos
Simple fila de dientes
Doble fila de dientes
Triple fila de dientes
Clasificacin segn su ngulo de ataque
Ejes oblicuos
Ejes perpendiculares
Ejes cruzados.
Engranajes cilndricos helicoidales a ejes paralelos. Empuje
axial
En la figura se observa la fuerza F que acta sobre el plano
en el centro de la cara del diente. La proyeccin de F sobre el
plano ACCA tangente al cilindro primitivo est inclinada el
ngulo y es la componente Fn de dicha fuerza sobre el
mismo.
La relacin que existe entre n y se la puede obtener del anlisis de la figura:
5
AB=tan A A
CA
AA
cos
De la figura
Y
Ft
N 1
=9,55
cos
Rn cos
F
N
Fa =F n sin = t sin =F t tan =9,55
tan
cos
Rn
O tambien
N=
ademas
Ft v
75
71620 N
tan
Rn
Dimetro exterior:
Modulo normal o real:
Paso normal o real:
M nZ PcZ
=
=M cZ
cos
M b=D pporlainversadelaplace
cos P c D pcos
= =
Z
Pn=M n=Pccos
tan =
Angulo de la hlice:
D p
M
cos= n
H
Ma
H=D pcot
Paso de la hlice:
Modulo circular o aparente:
Mc
D p M n Pc
=
=
Z cos
Paso
D p
P
Pc =
=M c= c
Z
circular
aparente:
Paso axial:
Px =
Numero de dientes:
Z=
P
P
H
= n = c
Z sin tan
D p D pcos
=
Mc
Mn
Para los clculos de adendum y dedendum y distancia entre centro son los mismos
valores que los engranajes rectos.
ENGRANAJES CONICOS.
Se fabrican de un tronco de cono, formndose los dientes por fresado de su
superficie exterior. Estos dientes pueden ser rectos, helicoidales o curvos.
Se aplican, normalmente, a ejes que se cortan.
Nomenclatura de las partes principales
El paso circular en el
centro del diente es:
1
( d e + d i )
2
P=
Z
Y como el paso en el extremo del radio primitivo exterior es:
d e Pe
Pe =
=
Z
de Z
Ft =byP
La carga dinmica para el clculo de los dientes de ste tipo de engranajes se
obtiene igual que en los engranajes cilndricos de dientes rectos.
La carga lmite de desgaste se obtiene de la frmula emprica:
d
Fd = e bKQ
cos
Siendo:
K = valor de la tabla siguiente.
Q=
, expresado en la que N1 y N2 son los
Nmeros de dientes del par cnico.
Dureza
Brinell
K 14`5
K 20
Dureza
Brinell
K 14`5
K 20
150
2`1
2`9
300
12`0
16`4
150
3`0
4`1
300
13`0
17`8
150
4`0
5`6
350
14`1
19`3
200
4`0
5`6
350
16`4
22`4
200
5`3
7`2
350
17`6
24`0
200
6`7
9`2
400
24`2
33`0
250
6`7
9`2
400
25`6
34`9
250
8`4
11`4
400
27`1
37`0
250
10`1
13`8
500
30`2
41`3
300
10`1
13`8
600
44`3
60`5
punto de interseccin de los ejes. Son utilizados para efectuar reduccin de velocidad con
ejes en 90. Estos engranajes generan ms ruido que los engranajes cnicos helicoidales.
Se utilizan en transmisiones antiguas y lentas. En la actualidad se usan muy poco.
Engranaje cnico helicoidal
Se utilizan para reducir la velocidad en un eje de 90. La diferencia con el cnico recto es
que posee una mayor superficie de contacto. Su funcionamiento relativamente silencioso.
Adems pueden transmitir el movimiento de ejes que se corten.. Se mecanizan en
fresadoras especiales.
Engranaje cnico hipoide
Engranajes cnicos helicoidales formados por un pin reductor de pocos dientes y una
rueda de muchos dientes, se usan principalmente en los vehculos industriales que tienen
la traccin en los ejes traseros. Su ventaja de ser muy adecuado para la carroceras de
tipo bajo, ganando estabilidad el vehculo. Por otra parte la disposicin helicoidal del
dentado permite un mayor contacto de los dientes del pin con los de la corona,
obtenindose mayor robustez en la transmisin. El mecanizado es muy complicado y se
mquina usan talladoras especiales (Gleason).
Tornillo sin fin y corona
Diseado para transmitir grandes esfuerzos, para reducir de velocidad aumentando la
potencia de transmisin. Generalmente trabajan en ejes que cortan a 90. La mayor
desventaja de no ser reversible el sentido de giro, sobre todo en grandes relaciones de
transmisin y se consume en rozamientos una parte importante de la potencia. En la
construcciones de mayor calidad la corona est fabricada de bronce y el tornillo sin fin,
fabricado en acero templado con el fin de reducir el rozamiento. Tiene que estar bien
lubricado para matizar los desgastes por friccin porque transmite grandes esfuerzos
Frmulas de clculos de los elementos del tornillo sinfn y rueda
El correcto engrane entre el tornillo sinfn y la rueda, sus parmetros y detalles
constructivos deben poseer para cada uno determinadas caractersticas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Relacin de transmisin
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medida que crece el nmero de dientes de un engranaje, el trazado del perfil del diente a
evolvente de crculo se vuelve ms rectilneo, en el lmite, cuando el radio se hace infinito,
como ejemplo la cremallera, el perfil se hace recto.
El ngulo de presin puede tener una inclinacin de 14,5 o 20, los dientes del sistema
pueden ser normales o cortos, utilizndose adems para el sistema Fellows dos mdulos.
El flanco del diente est inclinado un ngulo respecto al eje de simetra del mismo. La
cremallera y el engranaje cilndrico deben tener el mismo mdulo.
Para una cremallera normal que engrana con un pin de z dientes se tiene:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Dimetro primitivo:
Dp = zM
Altura de cabeza del diente:
a=M
Altura del pi del diente:
d = 1,166 M
Paso circunferencial:
pc = M
Espesor del diente:
e = Pc/2
Juego radial:
Jr = 0,166 M
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Las cadenas empleadas suelen tener libertad de movimiento solo en una direccin y
engranar de manera muy precisa con los dientes de los piones.
Las partes bsicas de las cadenas son
placa lateral
rodillo
pasador
Relacin de velocidades
Las velocidades de entrada y salida estn inversamente relacionadas con el nmero de
dientes de las ruedas a las que estn conectados al igual que transmisin por cadenapin
Cumplindose que: N1Z1 = N2Z2
Correas y ruedas de friccin
El modo transmitir movimiento de una forma sencilla de un eje a otro es mediante los
cilindros lisos de contacto. Al girar el cilindro motriz se genera una fuerza de friccin en la
zona de contacto que arrastra al otro cilindro y lo hace girar tambin. La fuerza tangencial,
y por tanto el par a transmitir est limitada.
Cuando la fuerza de friccin sea inferior todas las ruedas tendrn las misma velocidad en
el punto de contacto, entonces el movimiento ser de rodadura pura, si el par demandado
requiere una fuerza tangencial superior a la mxima disponible se producir
desplazamiento entre ambos cilindros.
Las correas planas y las trapeciales son una variante de este tipo de transmisin, tambin
transfieren potencia mecnica mediante friccin, presentan el riesgo de que se produzca
deslizamiento entre la banda y las poleas. Aparte del desgate ocasionado por el
deslizamiento, los principales inconvenientes que presenta son la baja capacidad de
transmisin de potencia y una falta de sincrona entre los movimientos de entrada y salida.
Un grave inconveniente ya que ante una entrada con par y velocidad constantes se
obtiene una salida con par y velocidad variables.
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