Tema 4 engranajes.. (1)

Conocer los mecanismo de engranajes, su aplicación y diseño

1. TEMA IV.
ENGRANAJES
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
FRANCISCO DE MIRANDA
AREA DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE MECANICA Y TECNOLOGIA DE LA PRODUCCION
UNIDAD CURRICULAR: DISEÑO DE MÁQUINA
ING. OMARLYS MARCANO
PUNTO FIJO; SEPTIEMBRE DE 2021

2. •DefiniciónyAplicacióndelosEngranes.
•ClasificaciónyTiposdeEngranes.
•TerminologíaenelEstudiodeEngranes.
•RelaciónentreMódulo,PasoDiametral,DiámetroprimitivoyNúmerode
dientes.
•PiñónyEngrane.
•RelacióndeVelocidadesentredosruedasdentadas.
•Perfilesconjugados.
•ÁngulodePresión.
•DesarrollodelPerfildelDiente.
•TrenesdeEngranajes.
•TrenesdeEngranajesPlanetarios.
•Problemas.
CONTENIDO DEL TEMA
TEMA V. ENGRANAJES
ING. OMARLYS MARCANO / 2021

3. •EsunElementomecánico.
•EsunaRuedadentada.
•Consuperficiescilíndricasocónicas.
•Losdientessetallanensusuperficie,puedenserrectosohelicoidales
•Transmitemovimientoentreejes,paralelos,cruzadosuotros.
•Puedentransmitirfuerzassignificativas.
•Sonusadosenmuchasmáquinasdebidoalarelacióndevelocidades
angularesconstantequetienen.
DEFINICION Y APLICACIÓN DE LOS ENGRANES A LAS MÁQUINAS.
TEMA IV. ENGRANAJES
ING. OMARLYS MARCANO / 2021

4. •Los engranes se clasifican en:
•Engranes Cilíndricos:
•Engranes Cónicos:
•Engranes Hipoidales.
•Tornillos Sin fin.
CLASIFICACIÓN Y TIPOS DE ENGRANES.
•Dientes Rectos
•Dientes Helicoidales
•Piñón y Cremallera
•Dientes Rectos
•Dientes Helicoidales
•Dientes Externos
•Dientes Internos
TEMA IV. ENGRANAJES
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5. Engranes cilíndricos de Dientes Rectos.
•La forma del cuerpo es cilíndrica, los dientes son paralelos al eje de rotación.
•Una limitación, solo son para ejes paralelos.
•Son ruidosos en régimen de altas velocidades angulares.
•Tienen un alto rendimiento.
•Hay dos tipos, exteriores que invierten el sentido de rotación, interiores, giran en el
mismo sentido.
•Hay otro tipo, el de Piñón y Cremallera.
Figuras De derecha a izquierda, conjunto de dos engranes rectos externos, conjunto piñón y cremallera, Tren de
engranaje planetario con un engrane recto interno.
CLASIFICACIÓN Y TIPOS DE ENGRANES.
TEMA IV. DISEÑO CINEMÁTICO DE ENGRANAJES
ING. OMARLYS MARCANO / 2021

6. Engranes cilíndricos de Dientes Helicoidales.
•La forma del cuerpo es cilíndrica, los dientes son inclinados al eje de rotación.
•Son tallados en forma de hélice
•Son usados ejes paralelos y cruzados.
•Son bajos en ruido en régimen de altas velocidades angulares.
•Transmiten mayores cargas que los de dientes rectos, pero el rendimiento es menor
que el anterior.
Conjunto de engranes cilíndricos de dientes helicoidales, el primero de ejes paralelos y el
segundo de ejes perpendiculares o cruzados.
CLASIFICACIÓN Y TIPOS DE ENGRANES.
TEMA IV. ENGRANAJES
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7. Engranes cilíndricos de Dientes Doble Helicoidales.
•Laformadelcuerpoescilíndrica,losdientessoninclinadosalejederotación.
•LosengranajesDobleHelicoidales,tambiénllamadosenterminologíainglesaChevron.
•Seutilizaparacontrarrestarestafuerzaenladireccióndelejederotación
CLASIFICACIÓN Y TIPOS DE ENGRANES.
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TEMA IV. ENGRANAJES

8. Engranes cónico de Dientes Rectos.
•La forma del cuerpo es cónica, los dientes son tallados en la superficie del cono
•Son usados ejes que se cruzan a 90º, aunque también puede ser distinto a 90º.
•Tienen alto rendimiento y son un tanto ruidoso.
Figura 3. Conjunto de engranes Cónicos de dientes rectos
CLASIFICACIÓN Y TIPOS DE ENGRANES.
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TEMA IV. ENGRANAJES

9. Engranes cónico de Dientes Helicoidales:
•La forma del cuerpo es cónica, los dientes son tallados en la superficie del cono y en
forma de hélice
•Son usados ejes que se cruzan a 90º, aunque también puede ser distinto a 90º.
•Tienen bajo rendimiento y son silenciosos.
•Transmiten mayores cargas que los anteriores
Conjunto de engranes Cónicos de dientes Helicoidales
CLASIFICACIÓN Y TIPOS DE ENGRANES.
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TEMA IV. ENGRANAJES

10. Engranes Hipoideso Hipoidales:
Engranajes hiperbólicos hipoidaleso hipoides
•Es otra clasificación de los engranajes cónicos de dientes helicoidales.
•Se diferencian porque la transmisión de movimiento entre ejes que son decalados.
•Pueden transmitir grandes cargas
•Son muy silenciosos en regimenesde alta velocidad.
•Su nombre proviene del hecho de que sus superficies primitivas son hiperboloides de
revolución.
•Se utilizan en el sistema diferencial de los automóviles.
CLASIFICACIÓN Y TIPOS DE ENGRANES.
TEMA IV. ENGRANAJES

11. Tornillo Sin Fin -Corona:
Figura 5. Tornillos sin fin.
ConsistedeunelementollamadoSinFinyotroconelqueengranallamadoCorona.
Elprimerotieneformacilíndricayenelsetallaunaespeciederoscaofileteenforma
dehélicealrededordelcuerpocilíndrico,parecidoaldeuntornilloordinario,yelotro
elementoesunaruedaenlaqueensusuperficieexternasetallandientes(rectoso
helicoidales)queencajanperfectamenteenelfiletedelsinfin.
CLASIFICACIÓN Y TIPOS DE ENGRANES.
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TEMA IV. ENGRANAJES

12. TERMINOLOGIA EN EL ESTUDIO DE ENGRANES.
•Circunferencia Primitiva. d
•Paso Circular. Pc
•Paso Diametral. Pd
•Módulo métrico. m
•Addendum. a
•Dedendum. b
•Circunferencia de fondo
•Circunferencia exterior
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TEMA IV. ENGRANAJES

13. RELACION ENTRE MÓDULO, PASO DIAMETRAL, DIAMETRO PRIMITIVO
Y NÚMERO DE DIENTE.
•Diámetro Primitivo:d(in o mm)
•Paso Diametral: Pd(dientes/in)
•Módulo métrico: m(mm/dientes)
•Número de dientes: N (dientes)Nmd
N
d
m
P
N
d
d
N
P
P
m
m
P
d
d
d
d
*
4.254.25


 d
in
dientes
dd
P
m
in
mm
P
mNm
P
N
dd
4.25
1
4.25
*
1
*









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TEMA IV. ENGRANAJES

14. PIÑÓN Y ENGRANE
“En un juego simple de engranes (dos ruedas dentadas), es usual referirse al mas
pequeño como PIÑÓN y al otro como ENGRANE.”
Robert L. Norton (2009), Diseño de Maquinaria, 4ta Ed.2
2
2
1
R
R
w
w

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15. RELACIÓN DE VELOCIDADES DE DOS RUEDAS DENTADAS
Figura 21. Relacionde velocidades de dos ruedas dentadas1
2
2
1
2211
**
R
R
w
w
RwRwV
P

SiD
1
yD
2
sonlosdiámetrosdelas
circunferenciasprimitivasdelas
ruedassecumpleque:1
2
2
1
D
D
w
w
m
v
 1
2
1
2
2
1
N
N
D
D
w
w
m
v

Ytambiénsepuederelacionarpor
susnúmerosdedientes:
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TEMA IV. ENGRANAJES

16. ÁNGULO DE PRESIÓN
“Sedefinecomoelánguloentreelejedetransmisiónolíneadeaccióncomúnyla
direccióndelavelocidadenelpuntodepaso”
Robert L. Norton (2009), Diseño de Maquinaria, 4ta Ed.
Ángulos de Pesiónusados:
14.5º, 20º y 25º
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TEMA IV. ENGRANAJES

17. DESARROLLO DEL PERFIL DEL DIENTE
Luegodeconocerelmódulométrico(m)óelpasodiametral(Pd)yelnúmerode
dientes(N)quedebetenerelengrane,secalculaeldiámetroprimitivo(d).
Si es en sistema inglesNmd
N
d
m
P
N
d
d
N
P
d
d
*

Si es en sistema Internacional
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TEMA IV. ENGRANAJES

18. DESARROLLO DEL PERFIL DEL DIENTE
Realizar una línea perpendicular desde la línea de acción hasta el centro O. Figura c)
Trazar una circunferencia con distancia OC, esta será la circunferencia base. Figura d)0
Figura c)
Figura d)
O
.
.
C C
O
.
.
Trazar una línea vertical y sobre ella realizar una circunferencia con diámetro igual al diámetro primitivo.
Figura a)
En el punto B, trazar una horizontal, medir sobre ella el ángulo de presión y dibujar la línea de acción.
Figura b)
.
.
Línea de
centro
B
O
Ángulo de presión α.
.
Línea
horizontal
B
O
Línea de acción
Figura a)
Figura b)
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19. LuegoenlospuntosA1,A2,A3,A4,trazar
líneasperpendicularesendireccióndeA0
A0
A1
A2
A3
A4
Perpendiculares a las líneas radiales
A0
A1
A2
A3
A4
Dividirlacircunferenciabase,enel
mismonúmerodedientes,trazarlíneas
radialesdesdeO,yloscortesconla
éstaseránllamadosA0,A1,A2,A3yA4
(conesospuntosessuficiente)
Líneasradialesdelacircunferenciabase
TEMA IV. ENGRANAJES
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DESARROLLO DEL PERFIL DEL DIENTE

20. CondistanciasA0A1ycentroA1,cortar
conelcompássupropiaperpendicular,
luegoserepitecondistanciaA0A2y
centroenA2,ydespuésconA3.Queda
comoenlafigurasiguiente:
Trazado de curva involuta
Porúltimosetrazanlascircunferencias
exterioreinterior,secopialaimagen
resultantedelladoizquierdo(conuna
cartulina)ysedibujaelladoderechoya
quesonsimétricosloslados,
obteniéndoseelperfildeldiente.
TEMA IV. ENGRANAJES
DESARROLLO DEL PERFIL DEL DIENTE

21. TRENES DE ENGRANAJES
Se denominan trenes de engranajes a un conjunto de estos elementos acoplados en
serie, dentro de una caja o estructura rígida que le sirve como un chasis, de tal forma
que el efecto de uno de ellos es el conductor del siguiente.
Trenes de Engranajes Simples:
N
6
N
5N
4
N
3
N
26
2
6
5
5
4
4
3
3
2
***
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
Rv 




































La relación de velocidades es:
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TEMA IV. DISEÑO CINEMÁTICO DE ENGRANAJES

22. Trenes de Engranajes Compuestos.
(a)trendeengranajedetipocompuestosinreversión(norecurrentes
(b)(b)trendeengranajedetipocompuestoconreversión(recurrentes)
TRENES DE ENGRANAJES
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TEMA IV. ENGRANAJES

23. Para obtener una relación de engranes deseada, con frecuencia conviene diseñar un tren
de engranes de manera que uno de los engranes tenga movimiento planetario
Trenes de engranajes epicíclicos o planetarios con engrane 1 fijo. (a) tren de engranaje planetario
externo, (b) tren de engranaje planetario interno.
TRENES DE ENGRANAJES PLANETARIOS
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TEMA IV. ENGRANAJES

24. TRENES DE ENGRANAJES PLANETARIOS
Trenes de engranajes epicíclicos o planetarios con
engrane anular como salidaBrazoF
BrazoL
BrazoF
BrazoL
w
w
ww
ww
sNimpulsado
sNimpulsore
R
/
/




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TEMA IV. ENGRANAJES