dESCRIPICCIÓN DE LOS ENGRANES

1. ENGRANAJES

2. Engranaje
Rueda o cilindro dentado empleado para transmitir un
movimiento giratorio o alternativo (potencia) desde
una parte de una máquina a otra.
Tren de engranajes
Conjunto de dos o más engranajes que
transmite el movimiento de un eje a otro.
Los engranajes se utilizan sobre todo para transmitir movimiento giratorio
Usando engranajes apropiados y piezas dentadas planas pueden transformar movimiento
alternativo en giratorio y viceversa.
Generalidades:
Eje motor
Eje conducido

3. Ventajas:
• Ocupan espacios muy reducidos.
• No tiene posibilidad de deslizamiento.
• Tiene una gran capacidad de transmisión de potencia.
• Poseen un elevado rendimiento.
• Tienen un bajo mantenimiento.
Desventajas:
• Son más costosos, más difíciles de fabricar.
• Producen ruido en el proceso de transmisión.
Aplicaciones.
Su uso está muy extendido tanto en máquinas industriales, en aeronáutica, en la
industria automotriz, en herramientas, electrodomésticos, juguetes, etc.
Ventajas y Desventajas (vs. Correas y cadenas)

4. Usos

6. Engranes rectos:
- Tienen dientes paralelos al eje de rotación
- Se emplean para transmitir movimiento de un eje a otro eje paralelo.
- Es el mas sencillo.
Tipos de engranajes

7. - Poseen dientes inclinados con respecto al eje de rotación
- Uso para las mismas aplicaciones que los engranes rectos
- Operación suave y no son tan ruidosos como lo engranajes
de dientes rectos, debido al engranado más gradual de los
dientes durante el acoplamiento. En el mismo instante
hay varios pares de dientes en contacto.
- Mayor potencia transmitida
- Mayor velocidad de rotación
- El diente inclinado desarrolla cargas de empuje o axiales
y de flexión que no están presentes en los engranes rectos.
- Para operación suave un extremo del diente debe estar
adelantado a una distancia mayor del paso circular, con
respecto al otro extremo. Traslape recomendable es 2,
pero 1.1 es un mínimo razonable.
- Se usan también para transmitir movimiento entre ejes no
paralelos.
- Se desgastan mas que los rectos
- Fabricación más costosa
Los engranes helicoidales
Los engranajes helicoidales acoplados deben tener el mismo ángulo de la hélice,
pero el uno en sentido contrario al otro (Un piñón derecho engrana con una rueda
izquierda y viceversa).

9. Engranajes helicoidales de ejes cruzados
- Resulta un alto grado de deslizamiento en los flancos del diente.
- El contacto en un punto entre diente acoplado limita la capacidad de transmisión de
carga para este tipo de engranes.

10. Engranajes helicoidales dobles
-Son una combinación de hélice derecha e izquierda. Son dos ruedas
juntas con ángulo de inclinación de dientes opuestos
- Se elimina el empuje axial que descarga en los apoyos o cojinetes de los
engranajes helicoidales simples.
- El ángulo de la hélice es generalmente mayor para los helicoidales
dobles, puesto que no hay empuje axial.

11. - Formas troncocónicas que presentan dientes formados en superficies cónicas
- 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.
- Se emplean sobre todo para transmitir movimiento entre ejes que se cortan o se cruzan
- Pueden ser de dientes rectos o helicoidales
Los engranes cónicos

12. Engranajes cónicos de dientes rectos
- Transmisiones de movimiento de ejes que se cortan en un mismo plano,
generalmente en ángulo recto, por medio de superficies cónicas dentadas.
- Los dientes convergen en el punto de intersección de los ejes.
- Son utilizados para efectuar reducción de velocidad con ejes en 90°.
- Generan más ruido que los engranajes cónicos helicoidales.
- Se utilizan en transmisiones antiguas y lentas. Actualmente se usan muy poco.

14. Engranaje cónico helicoidal
- Se utilizan para reducir la velocidad en un eje de 90°.
- Se cortan de manera que el diente no sea recto, sino que forme un arco circular.
- La diferencia con el cónico recto es que posee una mayor superficie de contacto.
- Es de un funcionamiento relativamente silencioso.
- Pueden transmitir el movimiento de ejes que se corten.

15. Engranaje cónico hipoide
- Son engranajes cónicos helicoidales formados por un piñón reductor de pocos dientes y
una rueda de muchos dientes. Los ejes están desplazados y no se intersectan.
- Su mecanizado es complejo y se utilizan para ello máquinas talladoras especiales.
- El piñón de ataque esta descentrado con respecto al eje de la corona. Esta disposición
helicoidal permite un mayor contacto entre los dientes del piñón y la corona haciendo que
los engranajes sean más resistentes, dándole mayor robustez a la transmisión.
- Este efecto ayuda a reducir el ruido del funcionamiento.
- Se utilizan en máquinas industriales y embarcaciones, donde es necesario que los
ejes no estén al mismo nivel por cuestiones de espacio. También en grandes vehículos
industriales que tienen la tracción en los ejes traseros.
- Útiles para grandes relaciones de transmisión
- Este tipo de engranajes necesita un tipo de aceite de extrema presión para su lubricación.

16. - El sentido de rotación de la salida depende del sentido de rotación del tornillo
sinfín o gusano y de que los dientes del gusano se hayan mecanizado a la
derecha o a la izquierda.
- Se emplean sobre todo para relaciones de velocidad entre los dos ejes muy altas (de 3 o
más).
- Es un mecanismo diseñado para transmitir grandes esfuerzos y como reductores de
velocidad aumentando la potencia de transmisión.
- Generalmente trabajan en ejes que se cortan a 90º.
- Tiene la desventaja de no ser reversible el sentido de giro, sobre todo en grandes
relaciones de transmisión.
- Consumen en rozamiento una parte importante de la potencia.
- En las construcciones de mayor calidad la corona está fabricada de bronce y el tornillo sin
fin, de acero templado con el fin de reducir el rozamiento.
- Este mecanismo si transmite grandes esfuerzos es necesario que esté muy bien lubricado
para minimizar los desgastes por fricción.
Tornillo sinfín

18. Mecanismo de cremallera
- 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,
-Sirve para transformar un movimiento de rotación del piñón en un movimiento lineal de
la cremallera.
- Se utiliza en equipamiento de máquinas herramientas para el desplazamiento del
carro longitudinal y cremalleras de dirección

19. Nomenclatura de los Engranajes
Diente de un engranaje:
Son las formas talladas en la rueda y que realizan el esfuerzo de empuje transmitiendo la
potencia desde los ejes motrices a los ejes conducidos.
El perfil del diente, o sea la forma de sus flancos, está constituido por dos curvas
evolventes de círculo, simétricas respecto al eje que pasa por el centro del mismo.

20. Circunferencia primitiva o Círculo de
Paso: (pitch circle)
Es la circunferencia a lo largo de la cual
“engranan” los dientes.
Se llama también círculo de paso y es el
círculo teórico en el que por lo general se
basan todos los cálculos; su diámetro es
el diámetro de paso o diámetro primitivo.
Con relación a la circunferencia primitiva se
determinan todas las características que
definen los diferentes elementos de los
dientes de los engranajes.
Los círculos de paso de un par de engranes
acoplados son tangentes entre sí.
Ángulo de Presión (φ ):
Ángulo que forma la línea de acción con la
tangente a la circunferencia primitiva.
(20º o 25º son los ángulos normalizados)

21. Módulo:
Es una característica de magnitud que se define como la relación entre la medida del
diámetro primitivo expresado en milímetros y el número de dientes. m = d / N
El valor del módulo se fija mediante cálculo de resistencia de materiales en virtud de la
potencia a transmitir y en función de la relación de transmisión que se establezca.
El tamaño de los dientes está normalizado..
El módulo está indicado por números, en mm.
Dos engranajes que engranen tienen que tener el mismo módulo.
El módulo señala el índice del tamaño de los dientes en unidades SI
El Paso Diametral ( P ) o “Diametral Pitch”:
Está dado por la relación del número de dientes en el engrane respecto del diámetro de paso.
También se emplea el Paso Diametral o “Diametral Pitch”, que es la inversa del módulo.
Se utiliza sólo con unidades del sistema inglés y se expresa en dientes por pulgada
P = N/d
Paso circular (p): Es la longitud de la
circunferencia primitiva correspondiente
a un diente y un vano consecutivos.
Es la distancia, medida sobre el círculo
de paso o circunferencia primitiva,
desde un punto en un diente a un punto
correspondiente en un diente
adyacente. El paso circular es igual a la
suma del espesor del diente y del
ancho del espacio

22. Número de dientes:
Es el número de dientes que tiene el engranaje.
Es fundamental para calcular la relación de transmisión.
El número de dientes de un engranaje no debe estar por debajo de 18 dientes cuando el ángulo de
presión es 20º ni por debajo de 12 dientes cuando el ángulo de presión es de 25º.
Diámetro exterior: es el diámetro de la circunferencia
que limita la parte exterior del engranaje.
Diámetro interior: es el diámetro de la circunferencia
que limita el pie del diente.
Raiz del diente: Dedendum.
Es la parte del diente comprendida
entre la circunferencia interior o de
raiz y la circunferencia primitiva.
Cabeza del diente: Adendum.
Es la parte del diente
comprendida entre el diámetro
exterior y el diámetro primitivo.
Espesor del diente:
Es el grosor del diente en la
zona de contacto, o sea, del
diámetro primitivo.

23. Flanco: es la cara interior del diente, es su zona de rozamiento.
Cara: es la superficie superior del diente
Altura del diente: es la suma de la altura de la cabeza (adendum) más el pie (dedendum).
Largo o ancho del diente: es la longitud que tiene el diente del engranaje

24. Relaciones:

25. ACCIÓN CONJUGADA
Cuando dos perfiles de dientes se diseñan para producir una relación constante de
velocidades angulares durante el acoplamiento, se dice que tienen una acción conjugada.
Una de estas soluciones a adoptar para los
perfiles de los dientes es el perfil involuta
(utilizado generalmente para dientes de engranes
Una superficie curva empuja contra otra.
Punto de contacto (C) donde las dos superficies son
tangentes entre sí. En cualquier instante las fuerzas
están dirigidas a lo largo de una normal común ab a las
dos curvas.
La línea ab, se denomina línea de acción de las fuerzas.
Intersectará la línea de centros O-O en algún punto P.
La relación de la velocidad angular entre los dos brazos es
inversamente proporcional a sus radios respecto del punto P.
Los círculos que se trazan a través del punto P
, desde cada
centro, son los Círculos de paso (con un radio de paso).
El punto P : Punto de paso.

26. Para transmitir movimiento a una relación constante de velocidad angular, el punto
de paso (P) debe permanecer fijo.
Todas las líneas de acción de cada punto instantáneo de contacto deben pasar por el
mismo punto P.
Perfil involuta:
Todos los puntos de contacto ocurren sobre la misma
línea recta ab
Todas las normales a los perfiles de dientes en el
punto de contacto coinciden con la línea ab
Los perfiles transmiten Mov. Rotatorio Uniforme.

28. Avance de la Línea de Acción de las fuerzas

29. Trenes de engranes
En un tren de engranajes o engrane simple de un par de ruedas dentadas, el eje impulsor
que se llama eje motor tiene un sentido de giro contrario al que tiene el eje conducido.
Vt = ω . r
ω2
ω1
2
1
d1
d2
Vt = ω1 . r1 = ω2 . r2

30. Trenes de engranes:
El piñón 2 impulsa un engrane 3
El tren de engranes se compone de cinco engranes. La velocidad del engrane 6 es:
donde :
n = revoluciones o rpm
N = número de dientes
d = diámetro de paso
El engranaje 3 es un engrane secundario (libre o loco), que su número de
dientes se cancela en la ecuación y que, por lo tanto, sólo afecta la dirección de
rotación y no la relación de trasnmisión
entrada salida
2
6
3
5
4

31. Los engranes 2, 3 y 5 son impulsores
Los engranes 3, 4 y 6 son elementos impulsados.
Se define el valor del tren e como
e = producto del número de dientes de los motrices
producto del número de dientes de los impulsados
e es (+) si el último engrane gira en el mismo sentido
que el primero, y (-) si gira en sentido opuesto.
e = nL
nF
nL: velocidad del último engranaje en el tren
nF: es la velocidad del primer engranaje
Guía aproximada: se puede obtener
un valor del tren de hasta 10 a 1 con
un par de engranes.

32. Se pueden conseguir mayores relaciones en menor
espacio y con menores problemas dinámicos al
combinar pares adicionales de engranes.
Un tren de engranes compuesto de dos etapas,
puede ofrecer un valor del tren de hasta 100 a 1.
El eje que posee dos engranajes tiene la misma
velocidad de rotación

34. Engrane solar
Portador planetario, o brazo
Engranajes planetarios
Son mecanismos de dos grados de libertad, (para
movimiento restringido, un tren planetario debe
tener dos entradas)
Por ejemplo, (entradas) el solar girara a 100 rpm horario
y que el engrane corona gire a 50 rpm en el sentido
contrario. La salida sería el movimiento del brazo.
En la mayoría de los trenes planetarios, uno de los
Elementos está sujeto al bastidor y no tiene movimiento.
Tren planetario compuesto por un engrane sol 2, un
brazo o portador 3 y engranes planetarios 4 y 5.
La velocidad angular del engrane 2 relativa
al brazo en rpm corresponde a
La velocidad del engrane 5
relativa al brazo está dada por
Trenes de engranes planetarios o epicíclicos

38. Fabricación de engranajes:
- Desvaste / Tallado: Arranque de viruta
- Sinterizado: Pulvimetalurgia
- Inyección en moldes: Metálicos o no metálicos
Desvaste / Tallado: Arranque de viruta
Cepillado
Herramienta de forma (Fresado)

39. Fabricación de engranajes Fresado Herramienta de forma

40. Fabricación de engranajes: Generadoras Herramienta especiales

41. Fabricación de engranajes: Generadoras Herramienta especiales

42. Fabricación de engranajes