Fundamentos y Clasificación de Engranajes: Mecanismos de Transmisión
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Conceptos Fundamentales de Engranajes
El paso circular es la longitud del arco de la circunferencia primitiva entre dos puntos homólogos de dos dientes consecutivos.
El módulo es la relación entre el diámetro primitivo y el número de dientes.
La evolvente de un círculo es la curva que genera el extremo de un hilo cuando se desenrolla con tensión continua de una base circular fija.
El ángulo de presión es el ángulo formado por la dirección de la presión que se genera al entrar en contacto los dientes, con la línea tangente al punto de contacto de las dos circunferencias primitivas.
La circunferencia base es la circunferencia de partida para la evolvente que genera el diente.
El espesor del diente es la longitud del arco de la circunferencia primitiva correspondiente a la parte sólida del diente.
La circunferencia exterior y la circunferencia interior son las circunferencias donde termina el tallado de los dientes.
Tipos y Aplicaciones de Engranajes
Engranajes
Los engranajes irán dispuestos en pareja. Las distancias que separan sus centros estarán correctamente determinadas. Al transmitir movimiento entre dos ejes paralelos, el sentido de giro es inverso. Si se desea que ambos ejes tengan el mismo sentido de giro, es necesario introducir un piñón intermedio, conocido como rueda parásita, la cual invierte la rotación sin afectar la potencia ni la transmisión.
Características del Engranaje
Para determinar las características de un engranaje, es necesario averiguar:
- El número de dientes que posee.
- El módulo de la rueda dentada (mediante su fórmula).
- El ángulo de presión, utilizando una plantilla para confirmar el perfil.
Engranajes Cónicos
Los engranajes cónicos son ampliamente empleados para la transmisión de movimiento entre ejes que se cortan. Pueden ser de dientes rectos, helicoidales o hipoides. Su conicidad coincide en un punto o vértice común.
Cremalleras
Con el sistema de cremallera y piñón se logra la transformación de un movimiento circular a uno lineal mediante el giro de un piñón. El paso de la cremallera es el mismo que el paso de la circunferencia primitiva del engranaje.
Tornillo Sinfín
El tornillo sinfín se compone de dos partes: un tornillo sinfín y una rueda dentada. Sus ejes se encuentran normalmente en disposición cruzada, formando un ángulo recto. Se pueden distinguir tres variaciones principales:
- Tornillo sinfín cilíndrico con rueda helicoidal cilíndrica: Su utilidad es relativa, ya que la superficie de contacto es pequeña, por lo cual solo transmite pequeñas potencias.
- Tornillo sinfín cilíndrico con rueda helicoidal cóncava: La rueda tiene una concavidad en sus dientes, de forma que el tornillo hace mayor contacto con la rueda y transmite grandes potencias. Este sistema es muy empleado.
- Engranaje sinfín globoidal: Contrario a lo anterior, el tornillo adquiere una forma globoidal, lo que ofrece buenos resultados. Sin embargo, su aplicación es limitada debido a su costosa fabricación.
Funcionamiento del Tornillo Sinfín
El tornillo sinfín se puede considerar como un engranaje cuyo número de dientes es igual al número de entradas. Debido a esto, a cada vuelta del tornillo le corresponderá un giro de la rueda. En este sistema se generan grandes fuerzas axiales (compresión o torsión), lo que implica la necesidad de utilizar elementos capaces de absorber esos esfuerzos, como rodamientos de contacto angular o similares.
Ruedas con Dentado Interior
En este tipo de engranajes, los diámetros primitivos son tangentes en la parte interior de una de las ruedas. Dentro de la rueda con dentado interior, deberá ir un piñón de pequeño tamaño con una diferencia mínima de 25 dientes entre la rueda y el piñón; de lo contrario, el funcionamiento no será correcto.