9.- DISEÑO DE ENGRANES
Introducción.
Un engrane se puede considerar como una rueda dentada que cuando se
acopla con otra rueda dentada de diámetro más pequeño llamado piñón,
transmitirá rotación de un eje a otro, manteniendo una razón definida entre
las velocidades rotacionales de los ejes. Los engranes o engranajes sirven
para transmitir un par de torsión y velocidad angular en una amplia
variedad de aplicaciones.
Los engranes son los transmisores de par de torsión más fuertes y
resistentes que existen, su eficiencia de transmisión de potencia puede
llegar a ser tan alta como el 98%, por otro lado usualmente los engranes
son más costosos que otros transmisores de par de torsión, tales como
transmisiones por cadenas, por bandas y transmisiones flexibles.
9.1.- Tipos de engranes.
Los tipos de engranes se dividen en tres grupos principalmente:
➢ Engranes de ejes paralelos (Rectos y Helicoidales).
➢ Engranes no paralelos coplanares (El eje de la hélice de un
helicóptero).
➢ Engranes no paralelos y no coplanares.
Engranes de ejes paralelos:
Este tipo de engranes son del tipo más simple, dichos engranes conectan a
ejes paralelos y pueden transmitir grandes cantidades de potencia con alta
eficiencia, en esta clasificación los engranes rectos y los helicoidales son
los dos principales tipos de engranes.
Engranes no paralelos coplanares:
Este tipo de engranes la mayor de las veces los ejes sobre los
cuales se montan los engranes son perpendiculares o cruzados. La
característica común de esta clase de engranes es la reexpedición
de la potencia a través de una esquina, como se puede requerir por
ejemplo cuando se conecta un motor montado horizontalmente a
el eje de un rotor montado verticalmente, algunos ejemplos de
estos son los engranes cónicos rectos, la hélice de un helicóptero,
un piñón con una cremallera, etc.
Engranes no paralelos no coplanares:
Este tipo de engranes son más complejos en geometría y
manufactura que los engranes descritos anteriormente, como
resultado son más costosos.
Un caso típico de este tipo de engranes es la transmisión de por
tornillo sinfín con dientes cilíndricos, en este caso los dientes no
son paralelos ni coplanares. Estos engranes proporcionan
relaciones de reducción considerablemente más altas que los
engranes coplanares o de eje cruzados simples, pero su capacidad
de soportar carga es baja, su presión de contacto es bastante alta y
su desbaste es elevada, así que las transmisiones de tornillo sinfín
solo sirven para aplicaciones de carga ligera.
9.2.- Diseño de la geometría de engranes rectos: