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MINISTERIO DEL PODER POPULAR
PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSIÓN COL - SEDE CIUDAD OJEDA
ESCUELA: INGENIERIA DE MANTENIMIENTO MECANICO
ENGRANAJES DE DIENTES RECTOS
Realizado por:
Jhonathan, Díaz
C.I.25.691.072
Ciudad Ojeda, Mayo de 2016
ENGRANES DE DIENTES RECTOS
La forma especifica del engrane que
produce mejor esta velocidad angular es la
involuta
Se utilizan engranes
para transmitir
movimiento y
potencia a velocidad
angular constante.
La involuta se describe como la
curva trazada por un punto sobre
una cuerda tensa que se
desenrolla de un circulo. Este se
llama circulo base.
Las posiciones de los engranes rectos y las configuración de
sus dientes son estandarizadas.
CARACTERISTICAS
Las principales características de un engranaje de dientes rectos son:
Tipo de circunferencia
Circunferencia primitiva: es una circunferencia hipotética en la se
encontrarían unas ruedas de fricción. Las circunferencias primitivas del
piñón y la rueda son tangentes.
Circunferencia interior: su radio va del centro del engranaje a la parte
interior de los dientes.
Circunferencia exterior: su radio va desde el centro del engranaje a la
parte exterior de los dientes.
Módulo (m)
Valor del diámetro de una circunferencia que tiene como longitud el valor del
paso
Relación de transmisión
Relación de transmisión (i) = Nº de dientes del piñón : Nº de dientes de la
rueda
Relación de transmisión (i) = velocidad de la rueda : velocidad del piñón
CARACTERISTICAS DEL DIENTE
VENTAJAS, INCONVENIENTES Y
APLICACIONES
Presentan la ventaja de ser muy fáciles de fabricar, pero tienen el
inconveniente de ser muy ruidosos y producir vibraciones. Se
suelen emplear en mecanismos en los que la potencia a transmitir
y el número de revoluciones no es muy grande. Algunas
aplicaciones son los mecanismos de un planetario y los de un
reloj.
HISTORIA
Desde épocas muy remotas se han utilizado cuerdas y elementos fabricados en
madera para solucionar los problemas
de transporte, impulsión, elevación y movimiento. Nadie sabe a ciencia cierta dónde ni
cuándo se inventaron los engranajes. La literatura de la
antigua China, Grecia, Turquía y Damas confeccionan engranajes pero no aportan
muchos detalles de los mismos.
El mecanismo de engranajes más antiguo de cuyos restos disponemos es
el mecanismo de Antikyithera.2 Se trata de una calculadora astronómica datada
entre el 150 y el 100 a. C. y compuesta por al menos 30 engranajes de bronce con
dientes triangulares. Presenta características tecnológicas avanzadas como por
ejemplo trenes de engranajes epicicloidales que, hasta el descubrimiento de este
mecanismo, se creían inventados en el siglo XIX. Por citas de Cicerón se sabe que
el de Anticitera no fue un ejemplo aislado sino que existieron al menos otros dos
mecanismos similares en esa época, construidos por Arquímedes y por Posidonio.
HISTORIA
Por otro lado, a Arquímedes se le suele considerar uno de los inventores de los
engranajes porque diseñó un tornillo sin fin.
En China también se han conservado ejemplos muy antiguos de máquinas con
engranajes. Un ejemplo es el llamado "carro que apunta hacia el Sur" (120-
250 d. C.), un ingenioso mecanismo que mantenía el brazo de una figura
humana apuntando siempre hacia el Sur gracias al uso de engranajes
diferenciales epicicloidales. Algo anteriores, de en torno a 50 d. C., son
los engranajes helicoidales tallados en madera y hallados en una tumba real en
la ciudad china de Shensi.
HISTORIA
La primera aplicación práctica del diente en evolvente fue debida al
suizo Leonhard Euler (1707). En 1856, Christian Schiele descubrió el sistema
de fresado de engranajes rectos por medio de la fresa madre, pero el
procedimiento no se llevaría a la práctica hasta 1887, a base de la patente
Grant.
En 1874, el norteamericano William Gleason inventó la primera fresadora
de engranajes cónicos y gracias a la acción de sus hijos, especialmente su
hija Kate Gleason (1865-1933), convirtió a su empresa Gleason Works,
radicada en Rochester (Nueva York, EEUU) en una de los fabricantes de
máquinas herramientas más importantes del mundo.
HISTORIA
En 1897, el inventor alemán Robert Hermann Pfauter (1885-1914), inventó y
patentó una máquina universal de dentar engranajes rectos y helicoidales por
fresa madre. A raíz de este invento y otras muchos inventos y aplicaciones que
realizó sobre el mecanizado de engranajes, fundó la empresa Pfauter Company
que, con el paso del tiempo, se ha convertido en una multinacional fabricante de
todo tipo de máquinas-herramientas.
En 1906, el ingeniero y empresario alemán Friedrich Wilhelm Lorenz (1842-
1924) se especializó en crear maquinaria y equipos de mecanizado de
engranajes y en 1906 fabricó una talladora de engranajes capaz de
mecanizar los dientes de una rueda de 6 m de diámetro, módulo 100 y una
longitud del dentado de 1,5 m.
HISTORIA
A finales del siglo XIX, coincidiendo con la época dorada del desarrollo de los
engranajes, el inventor y fundador de la empresa Fellows Gear Shaper
Company, Edwin R. Fellows (1846-1945), inventó un método revolucionario
para mecanizar tornillos sin fin glóbicos tales como los que se montaban en las
cajas de dirección de los vehículos antes de que fuesen hidráulicas.
En 1905, M. Chambon, de Lyon (Francia), fue el creador de la máquina para el
dentado de engranajes cónicos por procedimiento de fresa madre.
Aproximadamente por esas fechas André Citroën inventó los engranajes
helicoidales dobles.
CÁLCULOS DE ENGRANES RECTOS
Ejemplo:
Un piñón de 36 dientes con PD de 12 trabaja con un engrane de 90
dientes. Encuentre la distancia entre centros:
Diámetro de paso = núm. de dientes / paso diametral
= 36/12 = 3 .00 in (piñón)
= 90/12 = 7.50 in (engrane)
Suma de los dos diámetros de paso
= 3.00 in + 7.50 in = 10.50 in
Distancia entre centros = ½ suma de los diámetros de paso
= 10.50/2 = 5.25 in
 Módulo
 Paso circular
 Diámetro primitivo
 Distancia entre centros
 Addendum
 Dedendum
•Espacio libre de fondo
•Profundidad de diente
•Profundidad de trabajo
•Espesor circular del diente
•Diámetro exterior
•Diámetro base
•Longitud del diente
PASO DIAMETRAL (IN)
Es la relación del numero de dientes a una longitud unitaria
de diámetro de paso:
Módulo
Es el termino utilizado en engranes métricos. Es la longitud del
diámetro de paso por diente medido en milímetros.
PASOS METODOLÓGICOS PARA CONSTRUIR
ENGRANAJES DE DIENTES RECTOS RUEDA Y PIÑÓN
Para la elaboración de artículos mecánicos como ser engranajes de dientes rectos, se
siguen los siguientes pasos metodológicos:
1º.- Se procede a realizar el dimensionamiento de la rueda y el piñón de acuerdo a los
cálculos realizados, estableciéndose de esta manera el diámetro exterior y el ancho de
la rueda.
2º.- Se procede a elaborar el eje roscado (mandril de fuerza), sobre la cuál se ha de
realizar el montaje de la masa sobre la que se fresará los dientes, siguiendo las
operaciones fundamentales en el torno (refrentado; elaboración de agujeros de centro;
cilindrado; ranurado y roscado) de acuerdo a lo que se establece en el plano
correspondiente.
3º.- Se procede a mecanizar las diferentes superficies de la masa sobre la cual se
fresara la cantidad de dientes previamente calculadas, siguiendo las operaciones
fundamentales de torneado necesarias (refrentado; cilindrado; elaboración de agujero;
torneado entre puntas), respetando los diferentes datos obtenidos del dimensionamiento
de la rueda y del piñón correspondiente.
PASOS METODOLÓGICOS PARA CONSTRUIR
ENGRANAJES DE DIENTES RECTOS RUEDA Y PIÑÓN
4º.- Una vez preparada la masa destinada a la rueda, se procede a efectuar el montaje
de la pieza entre puntas en la máquina fresadora dispuesta horizontalmente, utilizando
para ello el cabezal divisor; contrapunto móvil y la brida de arrastre.
5º.- Se procede a efectuar el montaje en el árbol portafresa y centrado de la fresa elegida
en función del número de dientes a mecanizar y módulo elegido.
6º.- Se efectúa la división en el cabezal divisor, la cuál debe corresponder al número de
dientes a fresar, pudiendo ser, la división directa; indirecta; o diferencial.
7º.- Se determina la altura de corte equivalente a la altura del diente a fresar
desplazando la ménsula sobre la cuál se halla montado la mesa de la fresadora, de
manera vertical utilizando el tornillo telescópico,(se debe tener en cuenta que el número
de pasadas que se van a dar hasta alcanzar la altura del diente, esta en función del
material que se ha de fresar, materiales como el aluminio, se la realiza de una sola
pasada, materiales como el acero se la realiza en varias pasadas).
PASOS METODOLÓGICOS PARA CONSTRUIR
ENGRANAJES DE DIENTES RECTOS RUEDA Y PIÑÓN
8º.- Se procede a seleccionar la velocidad de rotación que se utilizará para el mecanizado
correspondiente, la cuál está en función de la herramienta a utilizar y del material a fresar.
9º.- Una vez realizada las anteriores operaciones se pone en funcionamiento la máquina y se efectúa
el corte de la primera ranura, desplazando la mesa longitudinalmente, terminada la operación se
retorna al inicio y se procede a realizar un división en el cabezal divisor, y nuevamente se desplaza la
mesa para realizar la segunda ranura, retornando luego al inicio, para luego efectuar una nueva
división en el cabezal divisor, esta operación se la debe realizar hasta que la masa dé una vuelta
completa y se obtengan todos los dientes solicitados.
10º.- Por último, una vez concluido el fresado de todos los dientes, el engranaje se lo lleva al torno
para proceder con la eliminación de las rebabas, producto del corte en la fresadora, utilizando para tal
efecto la cuchilla o un lima adecuada.
11º.- Toda la operación anteriormente realizada se la debe efectuar para elaborar el piñón.
12º.- En cada uno de los pasos que se desarrollan debe tenerse en cuenta los diferentes aspectos
de seguridad industrial y de producción mas limpia.

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Diseño de engranajes de dientes rectos

  • 1. REPÙBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO” EXTENSIÓN COL - SEDE CIUDAD OJEDA ESCUELA: INGENIERIA DE MANTENIMIENTO MECANICO ENGRANAJES DE DIENTES RECTOS Realizado por: Jhonathan, Díaz C.I.25.691.072 Ciudad Ojeda, Mayo de 2016
  • 2. ENGRANES DE DIENTES RECTOS La forma especifica del engrane que produce mejor esta velocidad angular es la involuta Se utilizan engranes para transmitir movimiento y potencia a velocidad angular constante. La involuta se describe como la curva trazada por un punto sobre una cuerda tensa que se desenrolla de un circulo. Este se llama circulo base.
  • 3. Las posiciones de los engranes rectos y las configuración de sus dientes son estandarizadas.
  • 4. CARACTERISTICAS Las principales características de un engranaje de dientes rectos son: Tipo de circunferencia Circunferencia primitiva: es una circunferencia hipotética en la se encontrarían unas ruedas de fricción. Las circunferencias primitivas del piñón y la rueda son tangentes. Circunferencia interior: su radio va del centro del engranaje a la parte interior de los dientes. Circunferencia exterior: su radio va desde el centro del engranaje a la parte exterior de los dientes. Módulo (m) Valor del diámetro de una circunferencia que tiene como longitud el valor del paso Relación de transmisión Relación de transmisión (i) = Nº de dientes del piñón : Nº de dientes de la rueda Relación de transmisión (i) = velocidad de la rueda : velocidad del piñón
  • 6. VENTAJAS, INCONVENIENTES Y APLICACIONES Presentan la ventaja de ser muy fáciles de fabricar, pero tienen el inconveniente de ser muy ruidosos y producir vibraciones. Se suelen emplear en mecanismos en los que la potencia a transmitir y el número de revoluciones no es muy grande. Algunas aplicaciones son los mecanismos de un planetario y los de un reloj.
  • 7. HISTORIA Desde épocas muy remotas se han utilizado cuerdas y elementos fabricados en madera para solucionar los problemas de transporte, impulsión, elevación y movimiento. Nadie sabe a ciencia cierta dónde ni cuándo se inventaron los engranajes. La literatura de la antigua China, Grecia, Turquía y Damas confeccionan engranajes pero no aportan muchos detalles de los mismos. El mecanismo de engranajes más antiguo de cuyos restos disponemos es el mecanismo de Antikyithera.2 Se trata de una calculadora astronómica datada entre el 150 y el 100 a. C. y compuesta por al menos 30 engranajes de bronce con dientes triangulares. Presenta características tecnológicas avanzadas como por ejemplo trenes de engranajes epicicloidales que, hasta el descubrimiento de este mecanismo, se creían inventados en el siglo XIX. Por citas de Cicerón se sabe que el de Anticitera no fue un ejemplo aislado sino que existieron al menos otros dos mecanismos similares en esa época, construidos por Arquímedes y por Posidonio.
  • 8. HISTORIA Por otro lado, a Arquímedes se le suele considerar uno de los inventores de los engranajes porque diseñó un tornillo sin fin. En China también se han conservado ejemplos muy antiguos de máquinas con engranajes. Un ejemplo es el llamado "carro que apunta hacia el Sur" (120- 250 d. C.), un ingenioso mecanismo que mantenía el brazo de una figura humana apuntando siempre hacia el Sur gracias al uso de engranajes diferenciales epicicloidales. Algo anteriores, de en torno a 50 d. C., son los engranajes helicoidales tallados en madera y hallados en una tumba real en la ciudad china de Shensi.
  • 9. HISTORIA La primera aplicación práctica del diente en evolvente fue debida al suizo Leonhard Euler (1707). En 1856, Christian Schiele descubrió el sistema de fresado de engranajes rectos por medio de la fresa madre, pero el procedimiento no se llevaría a la práctica hasta 1887, a base de la patente Grant. En 1874, el norteamericano William Gleason inventó la primera fresadora de engranajes cónicos y gracias a la acción de sus hijos, especialmente su hija Kate Gleason (1865-1933), convirtió a su empresa Gleason Works, radicada en Rochester (Nueva York, EEUU) en una de los fabricantes de máquinas herramientas más importantes del mundo.
  • 10. HISTORIA En 1897, el inventor alemán Robert Hermann Pfauter (1885-1914), inventó y patentó una máquina universal de dentar engranajes rectos y helicoidales por fresa madre. A raíz de este invento y otras muchos inventos y aplicaciones que realizó sobre el mecanizado de engranajes, fundó la empresa Pfauter Company que, con el paso del tiempo, se ha convertido en una multinacional fabricante de todo tipo de máquinas-herramientas. En 1906, el ingeniero y empresario alemán Friedrich Wilhelm Lorenz (1842- 1924) se especializó en crear maquinaria y equipos de mecanizado de engranajes y en 1906 fabricó una talladora de engranajes capaz de mecanizar los dientes de una rueda de 6 m de diámetro, módulo 100 y una longitud del dentado de 1,5 m.
  • 11. HISTORIA A finales del siglo XIX, coincidiendo con la época dorada del desarrollo de los engranajes, el inventor y fundador de la empresa Fellows Gear Shaper Company, Edwin R. Fellows (1846-1945), inventó un método revolucionario para mecanizar tornillos sin fin glóbicos tales como los que se montaban en las cajas de dirección de los vehículos antes de que fuesen hidráulicas. En 1905, M. Chambon, de Lyon (Francia), fue el creador de la máquina para el dentado de engranajes cónicos por procedimiento de fresa madre. Aproximadamente por esas fechas André Citroën inventó los engranajes helicoidales dobles.
  • 12. CÁLCULOS DE ENGRANES RECTOS Ejemplo: Un piñón de 36 dientes con PD de 12 trabaja con un engrane de 90 dientes. Encuentre la distancia entre centros: Diámetro de paso = núm. de dientes / paso diametral = 36/12 = 3 .00 in (piñón) = 90/12 = 7.50 in (engrane) Suma de los dos diámetros de paso = 3.00 in + 7.50 in = 10.50 in Distancia entre centros = ½ suma de los diámetros de paso = 10.50/2 = 5.25 in
  • 13.  Módulo  Paso circular  Diámetro primitivo  Distancia entre centros  Addendum  Dedendum •Espacio libre de fondo •Profundidad de diente •Profundidad de trabajo •Espesor circular del diente •Diámetro exterior •Diámetro base •Longitud del diente
  • 14. PASO DIAMETRAL (IN) Es la relación del numero de dientes a una longitud unitaria de diámetro de paso: Módulo Es el termino utilizado en engranes métricos. Es la longitud del diámetro de paso por diente medido en milímetros.
  • 15. PASOS METODOLÓGICOS PARA CONSTRUIR ENGRANAJES DE DIENTES RECTOS RUEDA Y PIÑÓN Para la elaboración de artículos mecánicos como ser engranajes de dientes rectos, se siguen los siguientes pasos metodológicos: 1º.- Se procede a realizar el dimensionamiento de la rueda y el piñón de acuerdo a los cálculos realizados, estableciéndose de esta manera el diámetro exterior y el ancho de la rueda. 2º.- Se procede a elaborar el eje roscado (mandril de fuerza), sobre la cuál se ha de realizar el montaje de la masa sobre la que se fresará los dientes, siguiendo las operaciones fundamentales en el torno (refrentado; elaboración de agujeros de centro; cilindrado; ranurado y roscado) de acuerdo a lo que se establece en el plano correspondiente. 3º.- Se procede a mecanizar las diferentes superficies de la masa sobre la cual se fresara la cantidad de dientes previamente calculadas, siguiendo las operaciones fundamentales de torneado necesarias (refrentado; cilindrado; elaboración de agujero; torneado entre puntas), respetando los diferentes datos obtenidos del dimensionamiento de la rueda y del piñón correspondiente.
  • 16. PASOS METODOLÓGICOS PARA CONSTRUIR ENGRANAJES DE DIENTES RECTOS RUEDA Y PIÑÓN 4º.- Una vez preparada la masa destinada a la rueda, se procede a efectuar el montaje de la pieza entre puntas en la máquina fresadora dispuesta horizontalmente, utilizando para ello el cabezal divisor; contrapunto móvil y la brida de arrastre. 5º.- Se procede a efectuar el montaje en el árbol portafresa y centrado de la fresa elegida en función del número de dientes a mecanizar y módulo elegido. 6º.- Se efectúa la división en el cabezal divisor, la cuál debe corresponder al número de dientes a fresar, pudiendo ser, la división directa; indirecta; o diferencial. 7º.- Se determina la altura de corte equivalente a la altura del diente a fresar desplazando la ménsula sobre la cuál se halla montado la mesa de la fresadora, de manera vertical utilizando el tornillo telescópico,(se debe tener en cuenta que el número de pasadas que se van a dar hasta alcanzar la altura del diente, esta en función del material que se ha de fresar, materiales como el aluminio, se la realiza de una sola pasada, materiales como el acero se la realiza en varias pasadas).
  • 17. PASOS METODOLÓGICOS PARA CONSTRUIR ENGRANAJES DE DIENTES RECTOS RUEDA Y PIÑÓN 8º.- Se procede a seleccionar la velocidad de rotación que se utilizará para el mecanizado correspondiente, la cuál está en función de la herramienta a utilizar y del material a fresar. 9º.- Una vez realizada las anteriores operaciones se pone en funcionamiento la máquina y se efectúa el corte de la primera ranura, desplazando la mesa longitudinalmente, terminada la operación se retorna al inicio y se procede a realizar un división en el cabezal divisor, y nuevamente se desplaza la mesa para realizar la segunda ranura, retornando luego al inicio, para luego efectuar una nueva división en el cabezal divisor, esta operación se la debe realizar hasta que la masa dé una vuelta completa y se obtengan todos los dientes solicitados. 10º.- Por último, una vez concluido el fresado de todos los dientes, el engranaje se lo lleva al torno para proceder con la eliminación de las rebabas, producto del corte en la fresadora, utilizando para tal efecto la cuchilla o un lima adecuada. 11º.- Toda la operación anteriormente realizada se la debe efectuar para elaborar el piñón. 12º.- En cada uno de los pasos que se desarrollan debe tenerse en cuenta los diferentes aspectos de seguridad industrial y de producción mas limpia.