SlideShare una empresa de Scribd logo
1 de 23
UNIDAD
          EDUCATIVA
       PADRES SOMASCOS
        “EL CENÁCULO”


  PERTENECIENTE A :
____________________________________


  PROFESOR:
ING. IND._______________________________


              CURSO:
          ________________


       ESPECIALIZACIÓN:
  MECANIZADO Y CONSTRUC. METÁLICAS

TEMA :
     ELABORACIÓN DE ENGRANAJES

         AÑO LECTIVO: 2011
Proceso de Elaboración de
                            Engranajes
                                 MATERIALES
              Torta de aluminio de 5” de diámetro x 2” de Longuitud
 Acero de transmisión de 1” de diámetro x 5” de Longuitud con dos tuercas de 1”

       Herramientas y Accesorios                     Máquinas - Herramientas
Broca de centro de 5/16”                       Torno
Broca HHS de 8, 15,21.5 mm.                    Fresadora
Cuchilla de 1/2” de Widia                      Esmeril
Arco con sierra
Módulo de Fresar N° 7
Llaves: N° 32, N° 17
Punto móvil
Portabrocas con cono morse
Tornillo de Banco

                     EQUIPOS DE PROTECCIÓN PERSONAL
Overol                                Zapatos
Gafas                                 Tapones

                              COSTO DE MATERIALES
 DESCRIPCIÓN                               VALOR
Aluminio             $7
Brocas               8 mm – $0,90 cts.    15 mm- $1,50              21.5 mm – $3,50
Cuchilla de Widia    $10
Arco con sierra      $5
Módulo N° 7          $30
Llaves               N° 32- $5     N°17- $1,50



                              OBJETIVO DE LA PRÁCTICA
Inducir al alumno a familiarizarse con el dimensionado y la caracterización de los
engranajes, para lo cual se procederá a obtener los parámetros característicos de ruedas
dentadas.

Realizar una breve introducción a los métodos existentes de producción de engranajes.
Se particularizará, especialmente, en el método de talla de dientes de perfil de evolvente
mediante la fresadora, efectuando un ejemplo de talla de engranajes en el laboratorio de
mecánica industrial.
PRIMER PASO:
Debemos cortar el material de aluminio a las
medidas de 2 pulgadas de Longuitud,     luego
usaremos un torno observar la ( IMAGEN N°1)
sujetando  el   material en   su  plato de  3
mordazas universal y centrándolo para luego
refrentarlo, debido a que en los siguientes
pasos no debe tambalear. El tiempo en que se
realiza el trabajo es de 30 minutos.
                IMAGEN N° 1
 CORTE DEL MATERIAL: USANDO ARCO CON SIERRA




         TORNO           REFRENTAR MATERIAL
SEGUNDO PASO:
Una vez realizado el paso anterior, podemos
apreciar la ( IMAGEN N°2) la cual nos muestra
que la pieza esta refrentada, ahoraprocedemos
a   realizar   una  perforación  en su  centro,
usando para ello el contrapunto     y un porta
brocatrabajándolo en el mismo torno,      donde
colocaremos la respectiva broca de centro,
luego        perforamos   con   una  broca   de
8mm, posteriormente otra broca de 15mm ambas
son pasantes.
Se realiza el mismo procedimiento hasta que
llegue al diámetro adecuado que es de 21. 5mm.
Con el objetivo de poder colocarlo en un eje
roscado, para sujetarlo usando el choque del
divisor la fresadora y un punto. El tiempo en
que se realiza el trabajo es de 20 minutos.
                  IMAGEN N° 2
Nota: Verificar el afilado   de   las   brocas   para
una correcta operación.



               TERCER PASO:
Se tornea un eje de acero de transmisión de 1
pulgada de diámetro, en el cual se realizan
las   operaciones     de    refrentado   y  el
respectivo   cilindrado   a  la  medida  de la
perforación del material de aluminio, se le
realiza   centros    para   sujetarlo   con el
contrapunto para evitar movimientos al ser
trabajado,  luego se procede a roscarlo.
Nota: Se comprueba   el   roscado   con   la   tuerca
que es 1”
                  IMAGEN N° 3
      PERFORANDOLO                  ROSCANDO
ACABADO DE LA ROSCA




               CUARTO PASO:
Realizado el eje roscado y comprobando la
operación, se introduceel eje en el aluminio
con sus respectivas tuercas ( dos en total)
hasta que quede bien apretada y no tener
problemas de que se mueva, esto lo realizamos
en la prensa o también llamado tornillo de
banco ver ( IMAGEN N° 4) . La cual nos muestra
el proceso.
Nota: Si las tuercas son un poco grandes, es
decir no ingresa la llave de boca N° 32 que
es la que se usara en este trabajo, se le
desbasta en la fresadora o también se puede
rebajar en el esmeril hasta que quede exacto
o dejando una pequeña fuga. si tiene disponible
otras llaves úselas y evite este paso.
                    IMAGEN N° 4
        ESMERIL               TORNILLO DE BANCO




                  LLAVE BOCA N° 32




Observación: Tiene que quedar  bien  apretada
las tuercas, ajustándola con la llave N°32.

               QUINTO PASO:
El material se lo sujetaen el choque de 3
mordazas     del  torno    y  con  el    punto
móvil, observemos  la( IMAGEN  N° 5) que   nos
muestra como esta sujetado, para proceder al
cilindradodel material, En la que el diámetro
debe quedara la medida exacta de 85 mmde
diámetro para poder trabajar el engranaje,
luego se procede a refrentar nuevamenteel
material en las dos caras hasta que quede
completamente lisa y una medida de 30mm. de
ancho. En las esquinas del material con la
cuchilla se le da un pequeño corte dejando
un avellanado.
                     IMAGEN N° 5




Nota: No hay   que   sacar   el    material   del   eje
roscado.
SEXTO PASO:
Luego terminándolo de cilindrar y refrentar a
las medidas deseadas ( 85x 30) mm. Procedemos a
trabajaren  la  fresadora   para    realizar  el
engranaje observemos la ( IMAGEN N° 6) en la
que nos muestra detalladamente como esta
sujetado el materialen la fresadora y en la
cual se da un pequeño rayado horizontal y
verticalmente  para  sacar    el    centro   del
material y luego verificamos cuantos dientes
queremos realizar.
                 IMAGEN N° 6
  FRESADORA           MATERIAL EN LA FRESADORA
                      SUJECCIÓN        RAYADO




Nota: Nuestros datos son que se realizara 40
dientes en la rueda,    con esto sacamos el
cálculo  correspondiente  usando la  fórmula
de:
                     F=40/N
Dónde:
40 es la constante del cabezal divisor y
N= Número de dientes o divisiones a realizar,

Dando   como    resultado, F=40/40=1es decir
quetenemos que dar una vuelta en la manivela
del divisor, lo que equivale a un diente a
realizar. Se da un pequeño corte a todo el
material para ver si está bien lo que se va a
ejecutar, si está bien procedemos a hacer los
dientes del engranaje.

              SÉPTIMO PASO:
Posteriormente del rayado se procede poco a
poco adar corte con el módulo de fresar N° 7
que esta sujetado en el cabezal vertical de
la   fresadora. En el  material   de  aluminio
requerimos     la   profundidad    de    7mm. A
continuación observaremos la ( IMAGEN N°7) en
la que nos muestra el tallado de los dietes.
                   IMAGEN N°7
   DIVISOR UNIVERSAL      FRESADO DEL ENGRANAJE




Nota: Una vez terminado todo el material con
la profundidad de corte deseada   se le pasa
una lima o lija gruesa para que los dientes
realizados no quede con rebabas del corte.
Observación:  para  un   mejor   acabado                                              del
engranaje en aluminio se usa una lija n°                                              1000
o lija muerta en conjunto con diesel.

                               OCTAVO PASO:
Se retira el material del eje y se presenta
el respectivo trabajo al docente encargado.



                        TEMA ADICIONAL AL TRABAJO

                              TIPOS DE ENGRANAJES
Los tipos de engranajes más usados en las industrias son: recto, cónico y mitral, interno,
helicoidal, doble helicoidal y de tornillo sin fin. Cada uno de ellos será descrito brevemente
y se hará mención de su aplicación.
ENGRANAJE CONICO

Estos se usan cuando es necesario transmitir potencia desde
un árbol a otro allí donde los ejes acoplados forman un ángulo,
de modo que sus líneas axiales se cortan. Hay engranajes
cónicos en ángulo recto y también formando ángulos distintos
del recto se fabrican a partir de un tronco de cono, formándose
los dientes por fresado de su superficie exterior. Estos dientes
pueden ser rectos, helicoidales o curvos.

Efectúan la transmisión de movimiento de ejes que se cortan
en un mismo plano. Son utilizados para efectuar reducción de
velocidad con ejes en 90°. Estos engranajes generan más                ENGRANAJES CONICOS
ruido que los engranajes cónicos helicoidales. Se utilizan en
transmisiones antiguas y lentas. En la actualidad se usan muy
poco.

ENGRANAJE CÓNICO HELICOIDAL

Se utilizan para reducir la velocidad en un eje de 90°. La
diferencia con el cónico recto es que posee una mayor
superficie de contacto. Es de un funcionamiento relativamente
silencioso. Además pueden transmitir el movimiento de ejes
que se corten. Los datos constructivos de estos engranajes se
encuentran en prontuarios técnicos de mecanizado. Se
mecanizan en fresadoras especiales.
                                                                       ENGRANAJES CONICOS
                                                                           HELICOIDAL


ENGRANAJES DE DIENTES RECTOS INTERIORES
Los engranajes interiores o anulares son variaciones del engranaje recto en los que los
dientes están tallados en la parte interior de un anillo o de una rueda con reborde, en vez de
en el exterior. Los engranajes interiores suelen ser impulsados por un piñón, un engranaje
pequeño con pocos dientes. Este tipo de engrane mantiene el sentido de la velocidad
angular. El tallado de estos engranajes se realiza mediante talladoras amortajadoras de
generación.



MECANISMO DE CREMALLERA                                               MECANISMO DE ENGRANAJES

                                                                              INTERIORES
El mecanismo de cremallera aplicado a los engranajes lo
constituyen una barra con dientes la cual es considerada como
un engranaje de diámetro infinito y un engranaje de diente
recto de menor diámetro, y sirve para transformar un
movimiento de rotación del piñón en un movimiento lineal de
la cremallera. Quizás la cremallera más conocida sea la que
equipan los tornos para el desplazamiento del carro
longitudinal.
                                                                             CREMALLERA




ENGRANAJES HELICOIDALES



Se asemeja al recto en que los dientes son tallados sobre un
cuerpo cilíndrico, pero difiere de él en que los dientes están
dispuestos en espiral o hélice alrededor del cuerpo, en vez de
estar tallados paralelamente al eje de la rueda. Los dientes
en espiral proporcionan una marcha más suave; tales
engranajes pueden ser usados para conectar ejes paralelos.
                                                                        ENGRANAJES HELICOIDALES




ENGRANAJES DOBLES HELICOIDALES

Los engranajes dobles helicoidales se parecen a dos
engranajes helicoidales, uno que tiene sus dientes inclinados
hacia la derecha, y el otro inclinado hacia la izquierda, de
modo que los dientes así reunidos vienen a formar una figura
de <<chevron>> o espina de pez; estos engranajes se usan siempre con ejes paralelos.

                                                                  ENGRANAJES DOBLES HELICOIDALES



                 VENTAJAS DEL USO DE ENGRANAJES.

Los engranajes de dientes rectos tienen las siguientes ventajas y son los más usados en
una gran variedad de aplicaciones:

          o   Son usadas en los mecanismos de las máquinas herramientas.
          o   Pueden ser montados en ejes paralelos.
          o   Son los más fáciles de calcular al momento de tallarlo.


DESVENTAJAS DEL USO DE ENGRANAJES

          o   Presentancomportamiento un poco ruidoso.
          o   Poseen poca relación de contacto en los dientes.
          o   Costos elevados.
          o   No pueden transmitir potencias entre distancias grandes entre centro.

                                    EFICIENCIA
Las eficiencias de los engranajes, con las pérdidas de potencia consiguientes, originan
fuertes variaciones entre la fuerza verdadera suministrada y la carga que se transmite.
Las pérdidas en cuestión pueden variar, desde 0.5% hasta 80% por engranamiento, lo
que depende de los tipos de los engranajes, sistema de lubricación, chumaceras y el
grado de precisión de manufactura. Se considera que un engranaje con eficiencia menor
del 50% es de diseño defectuoso o que esta incorrectamente aplicado. En engranajes de
dientes rectos externos la eficiencia varía desde 96% a 98.5%.


                         PROCESO DE FABRICACIÓN

El proceso de fabricación está basado en la generación del diente del engranaje a partir
del diámetro exterior del mismo. El formado de los dientes de un engranaje se realiza por
varios procedimientos, entre los cuales se encuentran: colado en arena, moldeo en
cáscara, fundición por revestimiento, colada en molde permanente, colada en matriz.

También puede fabricarse por Pulvimetalurgía (metalurgía de polvos) o bien formarse
primero por extrusión. Unos de los métodos más usados es el "formado en frío" en el que
unas matrices o dados                                        ruedan sobre cuerpos de
engranajes para formar                                       los dientes, en este caso
las    propiedades     del                                   metal              mejoran
grandemente, además                                          generan un perfil de
buena      calidad.   Los                                    dientes de los engranajes
se      maquinan       por                                   fresado,    cepillado    o
formado con sinfín y                                         pueden ser acabados por
cepillado,        bruñido,                                   esmerilado o pulido con
rueda.




PASOS    PARA EL
FRESADO       DE                  TALLADO DE ENGRANAJES
DIENTES:

1.- Se tornea el cuerpo de la rueda completamente cilíndrico hasta
    que tenga el diámetro y el espesor deseado.

2.- Se taladra el material en su centro para poder sujetarlo en un
    eje y montarlo en el divisor universal.

3.- Se prepara la fresadora con el divisor universal.

4.- Se elige la fresa cuyo número u modulo sirva para fresar esa        MODULO DE FRESAR

   rueda dentada.

5.- El módulo se fija en el árbol porta fresa y se centra con
    respecto a la línea PC, enseguida se inmoviliza el carro
    transversal.

6.- Se fija la rueda que se ha de fresar, sujetándolo de un extremo
    en el divisor universal y el otro extremo en el contrapunto.

7.- Para cada diente que se va a fresar debe dar el eje de la fresa
    1/40 avos de vueltas, para lo cual el índice del aparato del       DIVISOR Y CONTRAPUNTO
    plato divisor deberá dar 40/40 vueltas para ello es necesario
    inmovilizar esto quiere decir que dará una vuelta y se inmovilizara el aparato divisor
    hasta nuestro próximo diente. (Esto es cuando el cabezal divisor tiene como relación
    de transmisión 1/40 avo)

8.- Por último, una vez concluido el fresado de todos los dientes el
    engranaje se lo lleva al torno para proceder a la eliminación de
    la rebaba producto del corte con la fresa, utilizando para tal
    efecto una cuchilla o una lima adecuada.
9.- En cada uno de los pasos que se desarrollan debe tenerse en cuenta los diferentes
    aspectos de seguridad, realizando las inspecciones de medidas.



                  CÁLCULO PARA TALLAR ENGRANAJES


Los engranajes fresados satisfacen la condición de una transmicion suave, sin choque, e
igual paso de diente además presenta gran resistencia y consumen poca fuerza solo por
esta razón su costo es más elevado y a pesar de esto se les prefiere en las prácticas la de
dientes fundidos.




FÓRMULAS APLICADAS PARA EL TALLADO DE ENGRANAJES


NOMBRE                  FÓRMULAS PARA APLICAR EN ENGRANAJES

DIÁMETRO
EXTERIOR

MÓDULO

PASO

Nº DE DIENTES

DIÁMETRO
PRIMITIVO
CIRCUNFERENCIA
PRIMITIVA
ESPESOR

DISTANCIA ENTRE
CENTROS
ALTURA DE LA
CABEZA

ALTURA DE LA
RAÍZ

LARGO DEL DIENTE
TRATAMIENTO TÉRMICO

Los tratamientos que se les practican a los engranajes se dan principalmente en los
dientes, los más comunes son:

     CARBURIZADO(A):Es       uno de los métodos más
       ampliamente usados para el endurecimiento superficial de
       los dientes, el engrane cortado se coloca en un medio
       carburizante y se calienta, la capa superficial de los
       dientes del engranaje absorbe el carbono (difusión) y
       depuse de una o más horas de mantenerlo a temperatura
       elevada, el carbono ha penetrado para dar la profundidad
       de endurecido requerida.



     NITRURADO(A): Es un procedimiento de endurecimiento
       superficial que se aplica a los engranajes de acero
       aleado el engranaje a nitrurar recibe un tratamiento de
       bonificado para darle un endurecimiento promedio. Las
       zona que no van a ser nitruradas deben ser cubiertas con
       placas de cobre u otro material adecuado, después se
       coloca en el horno de nitruración calentándolo a 1000º F
       (538ºC). El nitrurado se efectúa mediante gas de
       amoniaco que se descompone en nitrógeno atómico e
       hidrogeno sobre la superficie del acero.El nitrógeno
       atómico penetra lentamente en la superficie del acero y
       se combina con otros elementos, para formar nitruros de
       extraordinaria dureza. Un acero con aleación de
       exclusivamente de carbono no puede ser nitrurado con éxito.

     ENDURECIMIENTO POR INDUCCIÓN (B,C): El engrane
       es endurecido superficialmente por medio de corrientes
       alternas de lata frecuencia. El proceso consiste en
       enrollar una bobina de inducción alrededor de la pieza,
       generalmente la pieza es girada dentro de la bobina, en
       pocos segundos los dientes son llevados por encima de
       la temperatura crítica (de un color rojo intenso),
       después de este proceso el engranaje es retirado de la
       bobina y se le da un temple controlado por medio de un
       baño de rocío aplicado por un rociador anula o se le
       sumerge en un baño agitado. Antes del endurecimiento
       por inducción el disco del engranaje se trata
       térmicamente.



     ENDURECIDO      CON FLAMA (D): Proporciona un
       endurecimiento poco profunda, es por medio de una
       flama    oxiacetilénica  empleando    quemadores
especiales. Para obtener un calentamiento uniforme generalmente se hace girar el
       engranaje en la flama. El engranaje es semiendurecido y los dientes se rebajan y
       se les da el acabado final antes de endurecerlos.




LU
BR
IC
AC
IO
N

Todo los engranes sin importar tipos, ni materiales tendrán mayores probabilidades de
una larga vida útil si se les lubrica en forma adecuada. La lubricación de los engranajes es
un requisito básico del diseño tan importante como la resistencia o la durabilidad
superficial de los dientes de los engranajes.

Sistemas y métodos para lubricación de engranajes, los métodos utilizados para la
lubricación de los dientes de los engranajes varían con el tipo de engranaje, la velocidad
(en la línea primitiva), el acabado superficial, la dureza y la combinación de materiales.

Uno de los métodos de lubricación es el de paletas o brochas, el cual se utiliza
exclusivamente en engranajes de muy baja velocidad y de paso muy grande, otro método
utilizado mayormente en cajas reductoras es por chapoteo; los juegos de engranes de alta
velocidad son los más difíciles de lubricar eficientemente ya que no es fácil sumergir los
engranes en el aceite.

Los siguientes métodos son:

o    Lubricación a presión por medio de: bomba para aceite autoconcentida, bomba
     motorizada independiente, sistema centralizado de lubricación a presión.
o    Atomización, llamado también lubricación por niebla, se utiliza para velocidades muy
     altas o donde la acumulación de lubricante sea intolerable.

                                     INSPECCIÓN

Dentro de los métodos más utilizados están:

o   La inspección funcional la suministra el examinador de rodillo de doble flanco. Este
    examinador de rodillos cuenta con un software de medición de engranes integrado
    que rápidamente compara la geometría real del engrane contra las especificaciones
    originales.
o   La inspección Analítica consiste en una sonda de exploración que mide con
    precisión cada diente de forma individual creando una imagen topográfica digital del
    engrane completo. Esta imagen se compara con la de un modelo en CAD. El software
    calcula los parámetros elementales de precisión del engrane, como descentrado,
    perfil, espacio entre ondulaciones y errores de derivación.



                      CONSIDERACIONES DEL DISEÑO
o   Mantener los engranajes tan cerca como sea posible, pero dejando espacio libre
    necesario para aplicar la lubricación y ejecutar los ajustes necesarios. De esta forma
    se eliminan los problemas de vibración.
o   Los engranajes deben poseer una carcasa protectora a fin de evitar, por ejemplo, los
    problemas debidos al clima, a la zona de trabajo, la manipulación del equipo, etc...
    Este tipo de carcasa debe tener una abertura la cual facilite la revisión de la superficie
    de los dientes, sin necesidad de desmontar todo el conjunto, también debe poseer una
    zona especial donde debe alojar el lubricante para el engranaje.

                   MÉTODOS DE FABRICACIÓN DE ENGRANAJES

El proceso de fabricación está basado en la generación del diente del engranaje a partir
del diámetro exterior del mismo. El formado de los dientes del engranaje se realiza por
varios procedimientos, entre los cuales se encuentran: colado en arena, moldeo en
cáscara, fundición por revestimiento, colada en molde permanente, colada en matriz,
fundición centrífuga. También puede fabricarse por Pulvimetalurgia (metalurgia de polvos)
o bien formarse primero por extrusión y luego rebanar son cortadores formadores y
generadores.

Unos de los métodos más usados es el "formado en frío" en el que unas matrices o dados
ruedan sobre cuerpos de engranajes para formar los dientes, en este caso las
propiedades del metal mejoran grandemente, además generan un perfil de buena calidad.
Los dientes de los engranajes se maquinan por fresado, cepillado o formado con sinfín y
pueden ser acabados por cepillado, bruñido, esmerilado o pulido con rueda.

         CARACTERIZACIÓN Y GENERACIÓN DE DIENTES DE ENGRANAJES

INTRODUCCIÓN

Las transmisiones con engranajes están presentes en gran parte de las máquinas más
sofisticadas y modernas, destinadas a realizar funciones, más o menos exigentes, en
cualquier parcela de la industria o del sector doméstico. Sin embargo, la tecnología
asociada a los engranajes no es, en absoluto, una cuestión novedosa, para buscar su
origen debemos remontarnos, por lo menos, hasta la Grecia clásica.

Las técnicas de fabricación de los engranajes sí que han evolucionado en los últimos
2000 años. Durante el desarrollo de esta práctica se pretende hacer un repaso de los
métodos actuales de producción de engranajes (realizando un ejemplo práctico de una de
las técnicas), así como familiarizarse con el dimensionado y la caracterización de los
mismos.
NOMENCLATURA DE ENGRANAJES

Durante la práctica se procederá a determinar los parámetros característicos y detalla con
cremallera de algunos engranajes. La nomenclatura seguida es la detallada en las figuras
1 y 2 y ya comentada en la práctica anterior.




                  Figura 2. Cremallera y perfil de referencia del diente.




                     PRODUCCIÓN DE ENGRANAJES COMPLETOS

Estos métodos de producción consisten en la formación del engranaje completoen una
sola operación. Se pueden distinguir los siguientes procedimientos:

Fundición: Se diseña un molde que se llena con el material colado (acero, bronce, …).
Este molde es una copia exacta de la futura rueda dentada, sin considerar el
sobredimensionado que va asociado a la fundición (un ligero aumento del espesor del
diente).

Pulvimetalurgia: (Metalurgia de polvos) Consiste en un proceso de fabricación que,
partiendo de polvos finos y tras su compactación previa, para darles una forma
determinada (compactado), se calientan en atmósfera controlada (sinterizado) para la



                      Figura 1. Nomenclatura del perfil del dentado.
obtención de la pieza. Este proceso es adecuado para la fabricación, además de los
engranajes, de grandes series de piezas pequeñas de gran precisión, para materiales o
mezclas poco comunes y para controlar el grado de porosidad o permeabilidad.

Estampación: Se estampa una matriz, con la forma de la futura rueda dentada, que sirve
como herramienta cortante, contra una lámina base. Es un procedimiento empleado
generalmente con ruedas delgadas.

Extrusión y rebanado: La extrusión se basa en hacer pasar una masa fluida de metal,
plástico, etc. por una obertura con una determinada forma. Este método de producir
engranajes consiste en generar, por extrusión, una barra con el perfil de una rueda
dentada, de la cual se van extrayendo los engranajes, seccionándolos como rebanadas.



                       PRODUCCIÓN DE ENGRANAJES POR TALLA
Los procedimientos de tallado de ruedas dentadas consisten en la utilización de una
herramienta de corte para efectuar el tallado de los dientes de los engranajes a partir de
un cilindro base. Los dientes de los engranajes se mecanizan por fresado, cepillado o
formado con sinfín y pueden ser acabados por cepillado, bruñido, esmerilado o pulido con
rueda.

Los procedimientos de producción de engranajes por talla se dividen, a su vez, en dos
grandes grupos:

                    • Procedimientos de talla por reproducción o copia.

                    • Procedimientos de talla por generación.

Procedimientos de talla por reproducción o copia

En los procedimientos de tallado de ruedas dentadas por reproducción, el borde cortante
de la herramienta es una copia exacta de cierta parte de ella (por ejemplo, del hueco entre
dientes contiguos). Como consecuencia de ello, los métodos de talla por reproducción
precisan de un número elevado de herramientas ya que, incluso para fabricar ruedas
dentadas con el mismo módulo hace falta una herramienta para cada número de dientes,
puesto que el hueco interdental varía.

A estas herramientas de corte se les denomina “cortadores conformadores” y,
generalmente, el cortador tiene la forma exacta del hueco interdental. Cabe distinguir dos
procedimientos, según la máquina herramienta utilizada:

Cepillado: La herramienta, en la sección perpendicular a la dirección de su movimiento
tiene perfiles cortantes, que se corresponden perfectamente con el contorno del hueco
interdental del engranaje a tallar. La herramienta (elemento A, de la figura 3) desarrolla un
movimiento de vaivén sobre el cilindro base, cortando el material correspondiente a un
hueco interdental. Después de cada operación, el cilindro base gira un ángulo igual a 1/z
de vuelta para poder cepillar el siguiente hueco.
Fresado: Es un método muy difundido, similar a la talla por cepillado, pero en lugar de una
cuchilla con una forma determinada se utiliza como herramienta una fresa especial

                        Figura 3. Tallado de un engranaje por cepillado.

estandarizada –la "fresa de módulo"- cuyos dientes tienen perfiles idénticos a la forma del
hueco interdental que se persigue (figura 4). Al final de cada operación de fresado la fresa
vuelve a su posición inicial y la pieza bruta gira un ángulo igual a 1/z de vuelta para poder
fresar el siguiente hueco.

La principal desventaja de este procedimiento es que    se necesitan una fresa distinta
para cada combinación de módulo y número de dientes. Como es imposible tener un
juego de fresas para cada caso, además del elevado precio de una "fresa de módulo" y la
rapidez con la que se desgastan, obliga a recurrir a una cierta inexactitud en el tallado,
pues se emplea una misma fresa para ruedas con un número de dientes cercano a aquel
para el que está diseñada la fresa.

Lo habitual es utilizar juegos de 8 fresas por módulo: por ejemplo, para tallar las ruedas
de 35 a 54 dientes se suele utilizar la misma fresa, debido a la escasa variación de los
perfiles. Así, cada fresa se corresponde con el número menor de dientes de su serie, ya
que al aumentar "z" disminuye el hueco interdental, evitando de esta manera el peligro de
"acuñamiento". En ocasiones se emplean juegos de 15 a 26 fresas, para dar una mayor
exactitud.

Este procedimiento conlleva una inexactitud en los perfiles conjugados que no importa
para velocidades pequeñas pero que es inadmisible cuando estas son elevadas.
Procedimientos de talla por generación
El procedimiento de talla de ruedas dentadas por generación o rodamiento permite,
aprovechando las propiedades de la evolvente, la "generación del perfil del diente" de un
engranaje. Los dientes de perfil de evolvente se pueden tallar de forma sencilla y muy
exacta empleando herramientas de perfil rectilíneo. La herramienta de corte va avanzando
a medida que la rueda gira sobre su centro.

Esta es la principal ventaja de este tipo de perfiles, cuya talla puede realizarse con una
precisión elevadísima, cualquiera que sea el número de dientes, asegurando así un
funcionamiento perfecto y silencioso, aun a grandes velocidades.Existen diversas formas
de lograr el perfil del diente: por mortajado con un piñón generador, por tallado con
cremallera, por tallado con fresa madre, etc

Generación con piñón generador
Como los perfiles de evolvente son conjugados entre sí, se pueden generar ruedas
dentadas haciéndolas engranar con un piñón generador, es decir, se emplea como
herramienta de corte una rueda dentada con bordes cortantes a la que se hace rodar
sobre la rueda base que se pretende tallar.

Las ventajas de este procedimiento radican en que la talla es continua (no da lugar a
imprecisiones por reposicionado de la herramienta), permite generar engranajes de
dentado interior y con una sola rueda-herramienta se pueden fabricar ruedas dentadas de
un mismo módulo "m" pero con diferentes números de dientes. Presenta las desventajas
de que el piñón generador es mucho más difícil de elaborar y de conservar que el más
mínimo defecto de la herramienta se reproduce en la rueda.

El proceso de talla puede efectuarse de dos formas:

Si la futura rueda dentada se fabrica en material más blando que la herramienta, girando
ambas piezas con la debida relación de velocidades, el piñón generador penetra en la
pieza bruta generando los perfiles conjugados a los perfiles de los dientes de la
herramienta. El proceso puede invertirse, manteniendo una de las ruedas fijas y variando
la velocidad angular de la otra, para obtener el número de dientes deseado.

Este método (poco extendido) se emplea para ruedas dentadas de módulopequeño.


                         Figura 4. Tallado de un engranaje por fresado.

Cuando el material de partida es suficientemente blando puede ser directamente
mecanizado en frío, en caso contrario necesita ser precalentado.

Mediante una mortajadora en forma de piñón: En la figura 5 se representa el proceso de
talla mediante herramienta con forma de piñón generador: estando la rueda parada se da
al piñón generador el movimiento de vaivén axial a, al mismo tiempo que la rueda se
acerca en la dirección b. Una vez que se ha avanzado la totalidad de los dientes, se para
este último movimiento y empieza el giro de ambas ruedas, conservando el movimiento a
del piñón, con lo cual se va labrando el perfil de los dientes de la rueda. El piñón
generador y la pieza bruta deben girar manteniendo la relación de velocidades angulares
establecida por la relación entre sus número de dientes.




                                                     Figura 5. Tallado de un engranaje
                                                     por generación con piñón generador.

Más contenido relacionado

La actualidad más candente (20)

Presentacion de torno
Presentacion de tornoPresentacion de torno
Presentacion de torno
 
Velocidades de corte en fresadoras
Velocidades de corte en fresadorasVelocidades de corte en fresadoras
Velocidades de corte en fresadoras
 
Chavetas y pasadores
Chavetas y pasadoresChavetas y pasadores
Chavetas y pasadores
 
El divisor en la fresadora
El divisor en la fresadoraEl divisor en la fresadora
El divisor en la fresadora
 
Cabezal divisor
Cabezal divisorCabezal divisor
Cabezal divisor
 
Mecanico
MecanicoMecanico
Mecanico
 
Fresado fuerza, potencia, cabezal divisor (4)
Fresado fuerza, potencia, cabezal divisor (4)Fresado fuerza, potencia, cabezal divisor (4)
Fresado fuerza, potencia, cabezal divisor (4)
 
Principios de-torneado
Principios de-torneadoPrincipios de-torneado
Principios de-torneado
 
Engranes Conicos
Engranes ConicosEngranes Conicos
Engranes Conicos
 
Problemas de fresado para taller
Problemas de fresado  para tallerProblemas de fresado  para taller
Problemas de fresado para taller
 
5.-FRESADO.ppt
5.-FRESADO.ppt5.-FRESADO.ppt
5.-FRESADO.ppt
 
Fresado
FresadoFresado
Fresado
 
Procesos de Manufactura-
 Procesos de Manufactura- Procesos de Manufactura-
Procesos de Manufactura-
 
Fresadora vc, va, n, tiempo (3)
Fresadora  vc, va,  n, tiempo (3)Fresadora  vc, va,  n, tiempo (3)
Fresadora vc, va, n, tiempo (3)
 
Informe fresadora
Informe fresadoraInforme fresadora
Informe fresadora
 
Fresado
Fresado Fresado
Fresado
 
Fresadoras
FresadorasFresadoras
Fresadoras
 
La Fresadora
La Fresadora La Fresadora
La Fresadora
 
Velocidades de corte
Velocidades de corteVelocidades de corte
Velocidades de corte
 
Cuestionario 1-torno1
Cuestionario 1-torno1Cuestionario 1-torno1
Cuestionario 1-torno1
 

Destacado

Fresadora Universal. Engranaje Helicoidal
Fresadora Universal. Engranaje HelicoidalFresadora Universal. Engranaje Helicoidal
Fresadora Universal. Engranaje HelicoidalEver Maunas Widmer
 
Calculo de engranajes_de_dientes_inclinados_o_helicoidales
Calculo de engranajes_de_dientes_inclinados_o_helicoidalesCalculo de engranajes_de_dientes_inclinados_o_helicoidales
Calculo de engranajes_de_dientes_inclinados_o_helicoidalesXiomara Bohórquez
 
Calculo de engranajes dientes rectos
Calculo de engranajes dientes rectosCalculo de engranajes dientes rectos
Calculo de engranajes dientes rectosJose Mecanico
 
Guía 2 engranajes, tipos y caracteristicas
Guía 2 engranajes, tipos y caracteristicasGuía 2 engranajes, tipos y caracteristicas
Guía 2 engranajes, tipos y caracteristicasFrancisco Vargas
 
Engranajes
EngranajesEngranajes
Engranajeseveredx
 
DIBUJO DE ENGRANAJES
DIBUJO DE ENGRANAJESDIBUJO DE ENGRANAJES
DIBUJO DE ENGRANAJESDiego Quevedo
 
Engranajes elementos mã¡quinas
Engranajes elementos mã¡quinasEngranajes elementos mã¡quinas
Engranajes elementos mã¡quinasDaniel Rojas Varona
 
engranaje recto
engranaje recto engranaje recto
engranaje recto aihz
 
309885758.dureza de los materiales
309885758.dureza de los materiales309885758.dureza de los materiales
309885758.dureza de los materialesAnabel Franco
 

Destacado (20)

Fresadora Universal. Engranaje Helicoidal
Fresadora Universal. Engranaje HelicoidalFresadora Universal. Engranaje Helicoidal
Fresadora Universal. Engranaje Helicoidal
 
Materiales y procesos de fabricación mecánica
Materiales y procesos de fabricación mecánicaMateriales y procesos de fabricación mecánica
Materiales y procesos de fabricación mecánica
 
Calculo de engranajes_de_dientes_inclinados_o_helicoidales
Calculo de engranajes_de_dientes_inclinados_o_helicoidalesCalculo de engranajes_de_dientes_inclinados_o_helicoidales
Calculo de engranajes_de_dientes_inclinados_o_helicoidales
 
Calculo de engranajes dientes rectos
Calculo de engranajes dientes rectosCalculo de engranajes dientes rectos
Calculo de engranajes dientes rectos
 
Guía 2 engranajes, tipos y caracteristicas
Guía 2 engranajes, tipos y caracteristicasGuía 2 engranajes, tipos y caracteristicas
Guía 2 engranajes, tipos y caracteristicas
 
Guia practica n2 - uso del divisor
Guia practica  n2 - uso del divisorGuia practica  n2 - uso del divisor
Guia practica n2 - uso del divisor
 
Historia del engranaje
Historia del engranajeHistoria del engranaje
Historia del engranaje
 
Engranajes
EngranajesEngranajes
Engranajes
 
Tipos de procesos de manufactura de engranes
Tipos de procesos de manufactura de engranesTipos de procesos de manufactura de engranes
Tipos de procesos de manufactura de engranes
 
DIBUJO DE ENGRANAJES
DIBUJO DE ENGRANAJESDIBUJO DE ENGRANAJES
DIBUJO DE ENGRANAJES
 
Engranajes elementos mã¡quinas
Engranajes elementos mã¡quinasEngranajes elementos mã¡quinas
Engranajes elementos mã¡quinas
 
Los Engranaje Historia
Los Engranaje Historia Los Engranaje Historia
Los Engranaje Historia
 
Diseño de engranajes
Diseño de engranajesDiseño de engranajes
Diseño de engranajes
 
Engranaje
EngranajeEngranaje
Engranaje
 
engranaje recto
engranaje recto engranaje recto
engranaje recto
 
Megaestructuras-Puentes
Megaestructuras-PuentesMegaestructuras-Puentes
Megaestructuras-Puentes
 
Procesos torno
Procesos tornoProcesos torno
Procesos torno
 
309885758.dureza de los materiales
309885758.dureza de los materiales309885758.dureza de los materiales
309885758.dureza de los materiales
 
Nsk fabrica japonesa de rodamientos - iv congreso minero
Nsk   fabrica japonesa de rodamientos - iv congreso mineroNsk   fabrica japonesa de rodamientos - iv congreso minero
Nsk fabrica japonesa de rodamientos - iv congreso minero
 
Engranaje
EngranajeEngranaje
Engranaje
 

Similar a Elaboracion de engranajes en el cenaculo

Similar a Elaboracion de engranajes en el cenaculo (20)

Torno y sus partes
Torno y sus partesTorno y sus partes
Torno y sus partes
 
Torno y sus partes
Torno y sus partesTorno y sus partes
Torno y sus partes
 
procesos de maquinado
procesos de maquinadoprocesos de maquinado
procesos de maquinado
 
Aporte del torno
Aporte del tornoAporte del torno
Aporte del torno
 
presentacion-de-roscas y pernos.pptx
presentacion-de-roscas y pernos.pptxpresentacion-de-roscas y pernos.pptx
presentacion-de-roscas y pernos.pptx
 
Tornillo Carrocero
Tornillo CarroceroTornillo Carrocero
Tornillo Carrocero
 
T O R N O ( U N I V E R S A L)
T O R N O ( U N I V E R S A L)T O R N O ( U N I V E R S A L)
T O R N O ( U N I V E R S A L)
 
9 2 el tornillo sin fin
 9 2 el tornillo sin fin 9 2 el tornillo sin fin
9 2 el tornillo sin fin
 
9 2 el tornillo sin fin
 9 2 el tornillo sin fin 9 2 el tornillo sin fin
9 2 el tornillo sin fin
 
Tmmm.u.d.7. la broca. técnica de la operación
Tmmm.u.d.7. la broca. técnica de la operación Tmmm.u.d.7. la broca. técnica de la operación
Tmmm.u.d.7. la broca. técnica de la operación
 
Piezas Mecanicas
Piezas MecanicasPiezas Mecanicas
Piezas Mecanicas
 
Fresadora
FresadoraFresadora
Fresadora
 
218000031 torno-horizontal-paralelo-docx
218000031 torno-horizontal-paralelo-docx218000031 torno-horizontal-paralelo-docx
218000031 torno-horizontal-paralelo-docx
 
Tornillo metrologia, ingenieria Industrial
Tornillo metrologia, ingenieria IndustrialTornillo metrologia, ingenieria Industrial
Tornillo metrologia, ingenieria Industrial
 
Taller mec
Taller mecTaller mec
Taller mec
 
Guía 3 engranajes. tallado y generación
Guía 3 engranajes. tallado y generaciónGuía 3 engranajes. tallado y generación
Guía 3 engranajes. tallado y generación
 
revista mecanica
revista mecanicarevista mecanica
revista mecanica
 
Revista
RevistaRevista
Revista
 
Roscas y tornillos
Roscas y tornillos Roscas y tornillos
Roscas y tornillos
 
TORNO (UNIVERSAL).pdf
TORNO (UNIVERSAL).pdfTORNO (UNIVERSAL).pdf
TORNO (UNIVERSAL).pdf
 

Elaboracion de engranajes en el cenaculo

  • 1. UNIDAD EDUCATIVA PADRES SOMASCOS “EL CENÁCULO” PERTENECIENTE A : ____________________________________ PROFESOR: ING. IND._______________________________ CURSO: ________________ ESPECIALIZACIÓN: MECANIZADO Y CONSTRUC. METÁLICAS TEMA : ELABORACIÓN DE ENGRANAJES AÑO LECTIVO: 2011
  • 2. Proceso de Elaboración de Engranajes MATERIALES Torta de aluminio de 5” de diámetro x 2” de Longuitud Acero de transmisión de 1” de diámetro x 5” de Longuitud con dos tuercas de 1” Herramientas y Accesorios Máquinas - Herramientas Broca de centro de 5/16” Torno Broca HHS de 8, 15,21.5 mm. Fresadora Cuchilla de 1/2” de Widia Esmeril Arco con sierra Módulo de Fresar N° 7 Llaves: N° 32, N° 17 Punto móvil Portabrocas con cono morse Tornillo de Banco EQUIPOS DE PROTECCIÓN PERSONAL Overol Zapatos Gafas Tapones COSTO DE MATERIALES DESCRIPCIÓN VALOR Aluminio $7 Brocas 8 mm – $0,90 cts. 15 mm- $1,50 21.5 mm – $3,50 Cuchilla de Widia $10 Arco con sierra $5 Módulo N° 7 $30 Llaves N° 32- $5 N°17- $1,50 OBJETIVO DE LA PRÁCTICA Inducir al alumno a familiarizarse con el dimensionado y la caracterización de los engranajes, para lo cual se procederá a obtener los parámetros característicos de ruedas dentadas. Realizar una breve introducción a los métodos existentes de producción de engranajes. Se particularizará, especialmente, en el método de talla de dientes de perfil de evolvente mediante la fresadora, efectuando un ejemplo de talla de engranajes en el laboratorio de mecánica industrial.
  • 3. PRIMER PASO: Debemos cortar el material de aluminio a las medidas de 2 pulgadas de Longuitud, luego usaremos un torno observar la ( IMAGEN N°1) sujetando el material en su plato de 3 mordazas universal y centrándolo para luego refrentarlo, debido a que en los siguientes pasos no debe tambalear. El tiempo en que se realiza el trabajo es de 30 minutos. IMAGEN N° 1 CORTE DEL MATERIAL: USANDO ARCO CON SIERRA TORNO REFRENTAR MATERIAL
  • 4. SEGUNDO PASO: Una vez realizado el paso anterior, podemos apreciar la ( IMAGEN N°2) la cual nos muestra que la pieza esta refrentada, ahoraprocedemos a realizar una perforación en su centro, usando para ello el contrapunto y un porta brocatrabajándolo en el mismo torno, donde colocaremos la respectiva broca de centro, luego perforamos con una broca de 8mm, posteriormente otra broca de 15mm ambas son pasantes. Se realiza el mismo procedimiento hasta que llegue al diámetro adecuado que es de 21. 5mm. Con el objetivo de poder colocarlo en un eje roscado, para sujetarlo usando el choque del divisor la fresadora y un punto. El tiempo en que se realiza el trabajo es de 20 minutos. IMAGEN N° 2
  • 5. Nota: Verificar el afilado de las brocas para una correcta operación. TERCER PASO: Se tornea un eje de acero de transmisión de 1 pulgada de diámetro, en el cual se realizan las operaciones de refrentado y el respectivo cilindrado a la medida de la perforación del material de aluminio, se le realiza centros para sujetarlo con el contrapunto para evitar movimientos al ser trabajado, luego se procede a roscarlo. Nota: Se comprueba el roscado con la tuerca que es 1” IMAGEN N° 3 PERFORANDOLO ROSCANDO
  • 6. ACABADO DE LA ROSCA CUARTO PASO: Realizado el eje roscado y comprobando la operación, se introduceel eje en el aluminio con sus respectivas tuercas ( dos en total) hasta que quede bien apretada y no tener problemas de que se mueva, esto lo realizamos en la prensa o también llamado tornillo de banco ver ( IMAGEN N° 4) . La cual nos muestra el proceso.
  • 7. Nota: Si las tuercas son un poco grandes, es decir no ingresa la llave de boca N° 32 que es la que se usara en este trabajo, se le desbasta en la fresadora o también se puede rebajar en el esmeril hasta que quede exacto o dejando una pequeña fuga. si tiene disponible otras llaves úselas y evite este paso. IMAGEN N° 4 ESMERIL TORNILLO DE BANCO LLAVE BOCA N° 32 Observación: Tiene que quedar bien apretada las tuercas, ajustándola con la llave N°32. QUINTO PASO: El material se lo sujetaen el choque de 3 mordazas del torno y con el punto móvil, observemos la( IMAGEN N° 5) que nos
  • 8. muestra como esta sujetado, para proceder al cilindradodel material, En la que el diámetro debe quedara la medida exacta de 85 mmde diámetro para poder trabajar el engranaje, luego se procede a refrentar nuevamenteel material en las dos caras hasta que quede completamente lisa y una medida de 30mm. de ancho. En las esquinas del material con la cuchilla se le da un pequeño corte dejando un avellanado. IMAGEN N° 5 Nota: No hay que sacar el material del eje roscado.
  • 9. SEXTO PASO: Luego terminándolo de cilindrar y refrentar a las medidas deseadas ( 85x 30) mm. Procedemos a trabajaren la fresadora para realizar el engranaje observemos la ( IMAGEN N° 6) en la que nos muestra detalladamente como esta sujetado el materialen la fresadora y en la cual se da un pequeño rayado horizontal y verticalmente para sacar el centro del material y luego verificamos cuantos dientes queremos realizar. IMAGEN N° 6 FRESADORA MATERIAL EN LA FRESADORA SUJECCIÓN RAYADO Nota: Nuestros datos son que se realizara 40 dientes en la rueda, con esto sacamos el cálculo correspondiente usando la fórmula de: F=40/N Dónde: 40 es la constante del cabezal divisor y N= Número de dientes o divisiones a realizar, Dando como resultado, F=40/40=1es decir quetenemos que dar una vuelta en la manivela
  • 10. del divisor, lo que equivale a un diente a realizar. Se da un pequeño corte a todo el material para ver si está bien lo que se va a ejecutar, si está bien procedemos a hacer los dientes del engranaje. SÉPTIMO PASO: Posteriormente del rayado se procede poco a poco adar corte con el módulo de fresar N° 7 que esta sujetado en el cabezal vertical de la fresadora. En el material de aluminio requerimos la profundidad de 7mm. A continuación observaremos la ( IMAGEN N°7) en la que nos muestra el tallado de los dietes. IMAGEN N°7 DIVISOR UNIVERSAL FRESADO DEL ENGRANAJE Nota: Una vez terminado todo el material con la profundidad de corte deseada se le pasa una lima o lija gruesa para que los dientes realizados no quede con rebabas del corte.
  • 11. Observación: para un mejor acabado del engranaje en aluminio se usa una lija n° 1000 o lija muerta en conjunto con diesel. OCTAVO PASO: Se retira el material del eje y se presenta el respectivo trabajo al docente encargado. TEMA ADICIONAL AL TRABAJO TIPOS DE ENGRANAJES Los tipos de engranajes más usados en las industrias son: recto, cónico y mitral, interno, helicoidal, doble helicoidal y de tornillo sin fin. Cada uno de ellos será descrito brevemente y se hará mención de su aplicación. ENGRANAJE CONICO Estos se usan cuando es necesario transmitir potencia desde un árbol a otro allí donde los ejes acoplados forman un ángulo, de modo que sus líneas axiales se cortan. Hay engranajes cónicos en ángulo recto y también formando ángulos distintos del recto se fabrican a partir de un tronco de cono, formándose los dientes por fresado de su superficie exterior. Estos dientes pueden ser rectos, helicoidales o curvos. Efectúan la transmisión de movimiento de ejes que se cortan en un mismo plano. Son utilizados para efectuar reducción de velocidad con ejes en 90°. Estos engranajes generan más ENGRANAJES CONICOS ruido que los engranajes cónicos helicoidales. Se utilizan en transmisiones antiguas y lentas. En la actualidad se usan muy poco. ENGRANAJE CÓNICO HELICOIDAL Se utilizan para reducir la velocidad en un eje de 90°. La diferencia con el cónico recto es que posee una mayor superficie de contacto. Es de un funcionamiento relativamente silencioso. Además pueden transmitir el movimiento de ejes que se corten. Los datos constructivos de estos engranajes se encuentran en prontuarios técnicos de mecanizado. Se mecanizan en fresadoras especiales. ENGRANAJES CONICOS HELICOIDAL ENGRANAJES DE DIENTES RECTOS INTERIORES
  • 12. Los engranajes interiores o anulares son variaciones del engranaje recto en los que los dientes están tallados en la parte interior de un anillo o de una rueda con reborde, en vez de en el exterior. Los engranajes interiores suelen ser impulsados por un piñón, un engranaje pequeño con pocos dientes. Este tipo de engrane mantiene el sentido de la velocidad angular. El tallado de estos engranajes se realiza mediante talladoras amortajadoras de generación. MECANISMO DE CREMALLERA MECANISMO DE ENGRANAJES INTERIORES El mecanismo de cremallera aplicado a los engranajes lo constituyen una barra con dientes la cual es considerada como un engranaje de diámetro infinito y un engranaje de diente recto de menor diámetro, y sirve para transformar un movimiento de rotación del piñón en un movimiento lineal de la cremallera. Quizás la cremallera más conocida sea la que equipan los tornos para el desplazamiento del carro longitudinal. CREMALLERA ENGRANAJES HELICOIDALES Se asemeja al recto en que los dientes son tallados sobre un cuerpo cilíndrico, pero difiere de él en que los dientes están dispuestos en espiral o hélice alrededor del cuerpo, en vez de estar tallados paralelamente al eje de la rueda. Los dientes en espiral proporcionan una marcha más suave; tales engranajes pueden ser usados para conectar ejes paralelos. ENGRANAJES HELICOIDALES ENGRANAJES DOBLES HELICOIDALES Los engranajes dobles helicoidales se parecen a dos engranajes helicoidales, uno que tiene sus dientes inclinados hacia la derecha, y el otro inclinado hacia la izquierda, de modo que los dientes así reunidos vienen a formar una figura
  • 13. de <<chevron>> o espina de pez; estos engranajes se usan siempre con ejes paralelos. ENGRANAJES DOBLES HELICOIDALES VENTAJAS DEL USO DE ENGRANAJES. Los engranajes de dientes rectos tienen las siguientes ventajas y son los más usados en una gran variedad de aplicaciones: o Son usadas en los mecanismos de las máquinas herramientas. o Pueden ser montados en ejes paralelos. o Son los más fáciles de calcular al momento de tallarlo. DESVENTAJAS DEL USO DE ENGRANAJES o Presentancomportamiento un poco ruidoso. o Poseen poca relación de contacto en los dientes. o Costos elevados. o No pueden transmitir potencias entre distancias grandes entre centro. EFICIENCIA Las eficiencias de los engranajes, con las pérdidas de potencia consiguientes, originan fuertes variaciones entre la fuerza verdadera suministrada y la carga que se transmite. Las pérdidas en cuestión pueden variar, desde 0.5% hasta 80% por engranamiento, lo que depende de los tipos de los engranajes, sistema de lubricación, chumaceras y el grado de precisión de manufactura. Se considera que un engranaje con eficiencia menor del 50% es de diseño defectuoso o que esta incorrectamente aplicado. En engranajes de dientes rectos externos la eficiencia varía desde 96% a 98.5%. PROCESO DE FABRICACIÓN El proceso de fabricación está basado en la generación del diente del engranaje a partir del diámetro exterior del mismo. El formado de los dientes de un engranaje se realiza por varios procedimientos, entre los cuales se encuentran: colado en arena, moldeo en cáscara, fundición por revestimiento, colada en molde permanente, colada en matriz. También puede fabricarse por Pulvimetalurgía (metalurgía de polvos) o bien formarse primero por extrusión. Unos de los métodos más usados es el "formado en frío" en el que unas matrices o dados ruedan sobre cuerpos de engranajes para formar los dientes, en este caso las propiedades del metal mejoran grandemente, además generan un perfil de buena calidad. Los dientes de los engranajes se maquinan por fresado, cepillado o formado con sinfín y pueden ser acabados por cepillado, bruñido, esmerilado o pulido con
  • 14. rueda. PASOS PARA EL FRESADO DE TALLADO DE ENGRANAJES DIENTES: 1.- Se tornea el cuerpo de la rueda completamente cilíndrico hasta que tenga el diámetro y el espesor deseado. 2.- Se taladra el material en su centro para poder sujetarlo en un eje y montarlo en el divisor universal. 3.- Se prepara la fresadora con el divisor universal. 4.- Se elige la fresa cuyo número u modulo sirva para fresar esa MODULO DE FRESAR rueda dentada. 5.- El módulo se fija en el árbol porta fresa y se centra con respecto a la línea PC, enseguida se inmoviliza el carro transversal. 6.- Se fija la rueda que se ha de fresar, sujetándolo de un extremo en el divisor universal y el otro extremo en el contrapunto. 7.- Para cada diente que se va a fresar debe dar el eje de la fresa 1/40 avos de vueltas, para lo cual el índice del aparato del DIVISOR Y CONTRAPUNTO plato divisor deberá dar 40/40 vueltas para ello es necesario inmovilizar esto quiere decir que dará una vuelta y se inmovilizara el aparato divisor hasta nuestro próximo diente. (Esto es cuando el cabezal divisor tiene como relación de transmisión 1/40 avo) 8.- Por último, una vez concluido el fresado de todos los dientes el engranaje se lo lleva al torno para proceder a la eliminación de la rebaba producto del corte con la fresa, utilizando para tal efecto una cuchilla o una lima adecuada.
  • 15. 9.- En cada uno de los pasos que se desarrollan debe tenerse en cuenta los diferentes aspectos de seguridad, realizando las inspecciones de medidas. CÁLCULO PARA TALLAR ENGRANAJES Los engranajes fresados satisfacen la condición de una transmicion suave, sin choque, e igual paso de diente además presenta gran resistencia y consumen poca fuerza solo por esta razón su costo es más elevado y a pesar de esto se les prefiere en las prácticas la de dientes fundidos. FÓRMULAS APLICADAS PARA EL TALLADO DE ENGRANAJES NOMBRE FÓRMULAS PARA APLICAR EN ENGRANAJES DIÁMETRO EXTERIOR MÓDULO PASO Nº DE DIENTES DIÁMETRO PRIMITIVO CIRCUNFERENCIA PRIMITIVA ESPESOR DISTANCIA ENTRE CENTROS ALTURA DE LA CABEZA ALTURA DE LA RAÍZ LARGO DEL DIENTE
  • 16. TRATAMIENTO TÉRMICO Los tratamientos que se les practican a los engranajes se dan principalmente en los dientes, los más comunes son:  CARBURIZADO(A):Es uno de los métodos más ampliamente usados para el endurecimiento superficial de los dientes, el engrane cortado se coloca en un medio carburizante y se calienta, la capa superficial de los dientes del engranaje absorbe el carbono (difusión) y depuse de una o más horas de mantenerlo a temperatura elevada, el carbono ha penetrado para dar la profundidad de endurecido requerida.  NITRURADO(A): Es un procedimiento de endurecimiento superficial que se aplica a los engranajes de acero aleado el engranaje a nitrurar recibe un tratamiento de bonificado para darle un endurecimiento promedio. Las zona que no van a ser nitruradas deben ser cubiertas con placas de cobre u otro material adecuado, después se coloca en el horno de nitruración calentándolo a 1000º F (538ºC). El nitrurado se efectúa mediante gas de amoniaco que se descompone en nitrógeno atómico e hidrogeno sobre la superficie del acero.El nitrógeno atómico penetra lentamente en la superficie del acero y se combina con otros elementos, para formar nitruros de extraordinaria dureza. Un acero con aleación de exclusivamente de carbono no puede ser nitrurado con éxito.  ENDURECIMIENTO POR INDUCCIÓN (B,C): El engrane es endurecido superficialmente por medio de corrientes alternas de lata frecuencia. El proceso consiste en enrollar una bobina de inducción alrededor de la pieza, generalmente la pieza es girada dentro de la bobina, en pocos segundos los dientes son llevados por encima de la temperatura crítica (de un color rojo intenso), después de este proceso el engranaje es retirado de la bobina y se le da un temple controlado por medio de un baño de rocío aplicado por un rociador anula o se le sumerge en un baño agitado. Antes del endurecimiento por inducción el disco del engranaje se trata térmicamente.  ENDURECIDO CON FLAMA (D): Proporciona un endurecimiento poco profunda, es por medio de una flama oxiacetilénica empleando quemadores
  • 17. especiales. Para obtener un calentamiento uniforme generalmente se hace girar el engranaje en la flama. El engranaje es semiendurecido y los dientes se rebajan y se les da el acabado final antes de endurecerlos. LU BR IC AC IO N Todo los engranes sin importar tipos, ni materiales tendrán mayores probabilidades de una larga vida útil si se les lubrica en forma adecuada. La lubricación de los engranajes es un requisito básico del diseño tan importante como la resistencia o la durabilidad superficial de los dientes de los engranajes. Sistemas y métodos para lubricación de engranajes, los métodos utilizados para la lubricación de los dientes de los engranajes varían con el tipo de engranaje, la velocidad (en la línea primitiva), el acabado superficial, la dureza y la combinación de materiales. Uno de los métodos de lubricación es el de paletas o brochas, el cual se utiliza exclusivamente en engranajes de muy baja velocidad y de paso muy grande, otro método utilizado mayormente en cajas reductoras es por chapoteo; los juegos de engranes de alta velocidad son los más difíciles de lubricar eficientemente ya que no es fácil sumergir los engranes en el aceite. Los siguientes métodos son: o Lubricación a presión por medio de: bomba para aceite autoconcentida, bomba motorizada independiente, sistema centralizado de lubricación a presión. o Atomización, llamado también lubricación por niebla, se utiliza para velocidades muy altas o donde la acumulación de lubricante sea intolerable. INSPECCIÓN Dentro de los métodos más utilizados están: o La inspección funcional la suministra el examinador de rodillo de doble flanco. Este examinador de rodillos cuenta con un software de medición de engranes integrado que rápidamente compara la geometría real del engrane contra las especificaciones originales.
  • 18. o La inspección Analítica consiste en una sonda de exploración que mide con precisión cada diente de forma individual creando una imagen topográfica digital del engrane completo. Esta imagen se compara con la de un modelo en CAD. El software calcula los parámetros elementales de precisión del engrane, como descentrado, perfil, espacio entre ondulaciones y errores de derivación. CONSIDERACIONES DEL DISEÑO o Mantener los engranajes tan cerca como sea posible, pero dejando espacio libre necesario para aplicar la lubricación y ejecutar los ajustes necesarios. De esta forma se eliminan los problemas de vibración. o Los engranajes deben poseer una carcasa protectora a fin de evitar, por ejemplo, los problemas debidos al clima, a la zona de trabajo, la manipulación del equipo, etc... Este tipo de carcasa debe tener una abertura la cual facilite la revisión de la superficie de los dientes, sin necesidad de desmontar todo el conjunto, también debe poseer una zona especial donde debe alojar el lubricante para el engranaje. MÉTODOS DE FABRICACIÓN DE ENGRANAJES El proceso de fabricación está basado en la generación del diente del engranaje a partir del diámetro exterior del mismo. El formado de los dientes del engranaje se realiza por varios procedimientos, entre los cuales se encuentran: colado en arena, moldeo en cáscara, fundición por revestimiento, colada en molde permanente, colada en matriz, fundición centrífuga. También puede fabricarse por Pulvimetalurgia (metalurgia de polvos) o bien formarse primero por extrusión y luego rebanar son cortadores formadores y generadores. Unos de los métodos más usados es el "formado en frío" en el que unas matrices o dados ruedan sobre cuerpos de engranajes para formar los dientes, en este caso las propiedades del metal mejoran grandemente, además generan un perfil de buena calidad. Los dientes de los engranajes se maquinan por fresado, cepillado o formado con sinfín y pueden ser acabados por cepillado, bruñido, esmerilado o pulido con rueda. CARACTERIZACIÓN Y GENERACIÓN DE DIENTES DE ENGRANAJES INTRODUCCIÓN Las transmisiones con engranajes están presentes en gran parte de las máquinas más sofisticadas y modernas, destinadas a realizar funciones, más o menos exigentes, en cualquier parcela de la industria o del sector doméstico. Sin embargo, la tecnología asociada a los engranajes no es, en absoluto, una cuestión novedosa, para buscar su origen debemos remontarnos, por lo menos, hasta la Grecia clásica. Las técnicas de fabricación de los engranajes sí que han evolucionado en los últimos 2000 años. Durante el desarrollo de esta práctica se pretende hacer un repaso de los métodos actuales de producción de engranajes (realizando un ejemplo práctico de una de las técnicas), así como familiarizarse con el dimensionado y la caracterización de los mismos.
  • 19. NOMENCLATURA DE ENGRANAJES Durante la práctica se procederá a determinar los parámetros característicos y detalla con cremallera de algunos engranajes. La nomenclatura seguida es la detallada en las figuras 1 y 2 y ya comentada en la práctica anterior. Figura 2. Cremallera y perfil de referencia del diente. PRODUCCIÓN DE ENGRANAJES COMPLETOS Estos métodos de producción consisten en la formación del engranaje completoen una sola operación. Se pueden distinguir los siguientes procedimientos: Fundición: Se diseña un molde que se llena con el material colado (acero, bronce, …). Este molde es una copia exacta de la futura rueda dentada, sin considerar el sobredimensionado que va asociado a la fundición (un ligero aumento del espesor del diente). Pulvimetalurgia: (Metalurgia de polvos) Consiste en un proceso de fabricación que, partiendo de polvos finos y tras su compactación previa, para darles una forma determinada (compactado), se calientan en atmósfera controlada (sinterizado) para la Figura 1. Nomenclatura del perfil del dentado.
  • 20. obtención de la pieza. Este proceso es adecuado para la fabricación, además de los engranajes, de grandes series de piezas pequeñas de gran precisión, para materiales o mezclas poco comunes y para controlar el grado de porosidad o permeabilidad. Estampación: Se estampa una matriz, con la forma de la futura rueda dentada, que sirve como herramienta cortante, contra una lámina base. Es un procedimiento empleado generalmente con ruedas delgadas. Extrusión y rebanado: La extrusión se basa en hacer pasar una masa fluida de metal, plástico, etc. por una obertura con una determinada forma. Este método de producir engranajes consiste en generar, por extrusión, una barra con el perfil de una rueda dentada, de la cual se van extrayendo los engranajes, seccionándolos como rebanadas. PRODUCCIÓN DE ENGRANAJES POR TALLA Los procedimientos de tallado de ruedas dentadas consisten en la utilización de una herramienta de corte para efectuar el tallado de los dientes de los engranajes a partir de un cilindro base. Los dientes de los engranajes se mecanizan por fresado, cepillado o formado con sinfín y pueden ser acabados por cepillado, bruñido, esmerilado o pulido con rueda. Los procedimientos de producción de engranajes por talla se dividen, a su vez, en dos grandes grupos: • Procedimientos de talla por reproducción o copia. • Procedimientos de talla por generación. Procedimientos de talla por reproducción o copia En los procedimientos de tallado de ruedas dentadas por reproducción, el borde cortante de la herramienta es una copia exacta de cierta parte de ella (por ejemplo, del hueco entre dientes contiguos). Como consecuencia de ello, los métodos de talla por reproducción precisan de un número elevado de herramientas ya que, incluso para fabricar ruedas dentadas con el mismo módulo hace falta una herramienta para cada número de dientes, puesto que el hueco interdental varía. A estas herramientas de corte se les denomina “cortadores conformadores” y, generalmente, el cortador tiene la forma exacta del hueco interdental. Cabe distinguir dos procedimientos, según la máquina herramienta utilizada: Cepillado: La herramienta, en la sección perpendicular a la dirección de su movimiento tiene perfiles cortantes, que se corresponden perfectamente con el contorno del hueco interdental del engranaje a tallar. La herramienta (elemento A, de la figura 3) desarrolla un movimiento de vaivén sobre el cilindro base, cortando el material correspondiente a un hueco interdental. Después de cada operación, el cilindro base gira un ángulo igual a 1/z de vuelta para poder cepillar el siguiente hueco.
  • 21. Fresado: Es un método muy difundido, similar a la talla por cepillado, pero en lugar de una cuchilla con una forma determinada se utiliza como herramienta una fresa especial Figura 3. Tallado de un engranaje por cepillado. estandarizada –la "fresa de módulo"- cuyos dientes tienen perfiles idénticos a la forma del hueco interdental que se persigue (figura 4). Al final de cada operación de fresado la fresa vuelve a su posición inicial y la pieza bruta gira un ángulo igual a 1/z de vuelta para poder fresar el siguiente hueco. La principal desventaja de este procedimiento es que se necesitan una fresa distinta para cada combinación de módulo y número de dientes. Como es imposible tener un juego de fresas para cada caso, además del elevado precio de una "fresa de módulo" y la rapidez con la que se desgastan, obliga a recurrir a una cierta inexactitud en el tallado, pues se emplea una misma fresa para ruedas con un número de dientes cercano a aquel para el que está diseñada la fresa. Lo habitual es utilizar juegos de 8 fresas por módulo: por ejemplo, para tallar las ruedas de 35 a 54 dientes se suele utilizar la misma fresa, debido a la escasa variación de los perfiles. Así, cada fresa se corresponde con el número menor de dientes de su serie, ya que al aumentar "z" disminuye el hueco interdental, evitando de esta manera el peligro de "acuñamiento". En ocasiones se emplean juegos de 15 a 26 fresas, para dar una mayor exactitud. Este procedimiento conlleva una inexactitud en los perfiles conjugados que no importa para velocidades pequeñas pero que es inadmisible cuando estas son elevadas.
  • 22. Procedimientos de talla por generación El procedimiento de talla de ruedas dentadas por generación o rodamiento permite, aprovechando las propiedades de la evolvente, la "generación del perfil del diente" de un engranaje. Los dientes de perfil de evolvente se pueden tallar de forma sencilla y muy exacta empleando herramientas de perfil rectilíneo. La herramienta de corte va avanzando a medida que la rueda gira sobre su centro. Esta es la principal ventaja de este tipo de perfiles, cuya talla puede realizarse con una precisión elevadísima, cualquiera que sea el número de dientes, asegurando así un funcionamiento perfecto y silencioso, aun a grandes velocidades.Existen diversas formas de lograr el perfil del diente: por mortajado con un piñón generador, por tallado con cremallera, por tallado con fresa madre, etc Generación con piñón generador Como los perfiles de evolvente son conjugados entre sí, se pueden generar ruedas dentadas haciéndolas engranar con un piñón generador, es decir, se emplea como herramienta de corte una rueda dentada con bordes cortantes a la que se hace rodar sobre la rueda base que se pretende tallar. Las ventajas de este procedimiento radican en que la talla es continua (no da lugar a imprecisiones por reposicionado de la herramienta), permite generar engranajes de dentado interior y con una sola rueda-herramienta se pueden fabricar ruedas dentadas de un mismo módulo "m" pero con diferentes números de dientes. Presenta las desventajas de que el piñón generador es mucho más difícil de elaborar y de conservar que el más mínimo defecto de la herramienta se reproduce en la rueda. El proceso de talla puede efectuarse de dos formas: Si la futura rueda dentada se fabrica en material más blando que la herramienta, girando ambas piezas con la debida relación de velocidades, el piñón generador penetra en la pieza bruta generando los perfiles conjugados a los perfiles de los dientes de la herramienta. El proceso puede invertirse, manteniendo una de las ruedas fijas y variando la velocidad angular de la otra, para obtener el número de dientes deseado. Este método (poco extendido) se emplea para ruedas dentadas de módulopequeño. Figura 4. Tallado de un engranaje por fresado. Cuando el material de partida es suficientemente blando puede ser directamente mecanizado en frío, en caso contrario necesita ser precalentado. Mediante una mortajadora en forma de piñón: En la figura 5 se representa el proceso de talla mediante herramienta con forma de piñón generador: estando la rueda parada se da al piñón generador el movimiento de vaivén axial a, al mismo tiempo que la rueda se acerca en la dirección b. Una vez que se ha avanzado la totalidad de los dientes, se para este último movimiento y empieza el giro de ambas ruedas, conservando el movimiento a del piñón, con lo cual se va labrando el perfil de los dientes de la rueda. El piñón
  • 23. generador y la pieza bruta deben girar manteniendo la relación de velocidades angulares establecida por la relación entre sus número de dientes. Figura 5. Tallado de un engranaje por generación con piñón generador.