Este documento describe diferentes tipos de engranajes y sus usos. Explica que los engranajes son ruedas dentadas que se usan para transmitir movimiento entre partes de una máquina. Describe engranajes rectos, helicoidales, cónicos, de tornillo sin fin y sus aplicaciones comunes como la transmisión de movimiento entre ejes paralelos o perpendiculares en máquinas e industrias.

1. Engranajes
Carlos Liscano
V- 24.549.960
Sección: S1.
Barquisimeto- Marzo 2016.

2. Engranajes
Es una rueda o cilindro dentado
empleado para transmitir un
movimiento giratorio o alternativo
desde una parte de una máquina
a otra. El sistema de engranajes
es similar al de ruedas de fricción.
Al engranaje de mayor tamaño
se le denomina rueda y al de menor
piñón.
UTILIDAD:
Cabe destacar que los engranajes se utilizan sobre todo para
transmitir movimiento giratorio, pero usando engranajes apropiados
y piezas dentadas planas puede transformar movimiento alternativo
en giratorio y viceversa. Esto permite transmitir un movimiento
giratorio entre dos ejes, pudiendo modificar las características de
velocidad y sentido de giro. Los ejes pueden ser paralelos,
coincidentes o cruzados.
En cuanto a la carrera, este mecanismo se emplea como reductor
de velocidad en la industria (máquinas herramientas, robótica,
grúas...), en la mayoría de los electrodomésticos, programadores de
lavadora, máquinas de coser, batidoras, exprimidores...), en
automoción (cajas de cambio de marchas, cuentakilómetros,
regulación de inclinación de los asientos).

3. Sistema rueda dentada linterna
Este sistema permite transmitir un movimiento giratorio entre
ejes, modificando las características de velocidad y sentido de giro.
Los ejes conductor y conducido pueden ser paralelos o
perpendiculares.
La rueda dentada consiste en un disco dotado de dientes,
normalmente cilíndricos, que según la disposición del eje que porta
la linterna, van situados en posición radial o paralela al propio eje.
Sistema rueda excéntrica-biela
Este sistema permite convertir el movimiento giratorio continuo
de un eje en uno lineal alternativo en el pie de la biela. También
permite el proceso contrario: transformar un movimiento lineal
alternativo en giratorio (aunque para esto tienen que introducirse
ligeras modificaciones que permitan aumentar la inercia de giro).
Consiste en una manivela (o rueda excéntrica) unida a una barra
(biela) mediante una articulación. Por otra parte este mecanismo es
el punto de partida de los sistemas que aprovechan el movimiento
giratorio de un eje para obtener movimientos lineales alternativos o
angulares; pero también es imprescindible para lo contrario:
producir giros a partir de movimientos lineales alternativos u
oscilantes.

4. Sistema cigüeñal-biela
Es un mecanismo derivado del mecanismo
biela-manivela. Este permite conseguir
que varias bielas se muevan de forma
sincronizada con movimiento lineal
alternativo a partir del giratorio que
se imprime al eje del cigüeñal,
o viceversa. Este mecanismo
está formado por un cigüeñal
sobre cuyas muñequillas
se han conectado sendas bielas.
Sistema biela-manivela-émbolo
Este mecanismo permite obtener
un movimiento lineal alternativo
perfecto a partir de uno giratorio
continuo, o viceversa. El giro de la
manivela provoca el movimiento
de la biela y, consecuentemente,
el desplazamiento lineal alternativo
del émbolo. Básicamente, el sistema
consiste en conectar la cabeza de una biela con el mango de una
manivela (o con la muñequilla de un cigüeñal o el eje excéntrico de
una rueda excéntrica) y el pie de biela con un émbolo.
Cilindros rodantes.
Este se dice que es uno de
los sistemas de engranes más
usados. Este mecanismo
funciona casi perfecto
cuando existe una gran fricción
en la superficie de contacto.

5. Tipos de Engranajes
Engranajes Rectos
Son engranajes cilíndricos de dientes rectos y van colíndales con el
propio eje de la rueda dentada. Se utilizan en transmisiones de ejes
paralelos formando así lo que se conoce con el nombre de trenes de
engranajes. Este hecho hace que sean unos delos más utilizados, pues no
en vano se pueden encontrar en cualquier tipo de máquina: relojes,
juguetes, máquinas herramientas, entre otras.
Entre ellos se encuentran:
• Engranajes Rectos exteriores
Son los engranajes más sencillos de
fabricar y el más antiguo, generalmente,
para velocidades medias. En estos tiempos se utilizan poco, ya que
generan mucho ruido. Estos se encuentran en las prensas de caña de
azúcar, y prensas mecánicas.
• Engranajes Rectos Interiores.
Pueden ser con dentado recto, helicoidal
o doble-helicoidal. Engranajes de gran
aplicación en los llamados“ trenes
epicicloidales o planetarios”.
Engranajes Helicoidales
Son más silenciosos que los rectos. Se emplean siempre que se trata
de velocidades elevadas. Necesitan cojinetes de empuje para
contrarrestar la presión axial que originan. Son aquellos en donde se
forma un ángulo entre el recorrido del diente y el eje axial, con el fin de
asegurar una entrada progresiva del contacto entre diente y diente.
Se utilizan generalmente
en las cajas reductoras,
caja de velocidades de automóviles.

6. • Doble-helicoidales:
Se usan para las mismas aplicaciones que los helicoidales,
con la ventaja sobre éstos de no producir
empuje axial, debido a la inclinación
doble en sentido contrario de sus
dientes. Estos cumplen la función
de dos engranajes helicoidales e igual que los antes mencionados se
utilizan en las cajas de reducción donde se requiere bajo ruido. Ejemplo:
reductores de plantas de procesamiento de cemento.
• Helicoidales para ejes cruzados:
Pueden transmitir rotaciones de
ejes a cualquier ángulo, generalmente
a 90°, para los cuales se emplean con
ventaja los de tornillo-sin-fin,
ya que los helicoidales tienen una capacidad de resistencia muy limitada
y su aplicación se ciñe casi exclusivamente a transmisiones muy ligeras
(reguladores).
Engranajes cónicos:
Se fabrican a partir de un trozo de cono, formando los dientes por
fresado de su superficie exterior. Los dientes pueden ser rectos,
helicoidales o curvos. Esta familia de engranajes soluciona la transmisión
entre ejes que se cortan y que se cruzan. Por otra parte los engranajes
cónicos tienen sus dientes cortados sobre la superficie de un tronco de
cono.
Entre ellos se encuentran los:
• Cónico-rectos:
Efectúan la transmisión de movimiento
de ejes que se cortan en un mismo plano,
generalmente en ángulo recto, por medio
de superficies cónicas dentadas. Estos son utilizados para efectuar
reducción de velocidad con ejes en 90°.
Se dicen que generan más ruido que los engranajes cónicos helicoidales.
En la actualidad se usan escasamente.

7. • Cónico-helicoidales:
Son engranajes cónicos con dientes no rectos. Al igual que el
anterior 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. Estos si
emplean un funcionamiento relativamente
silencioso. Se utilizan en las transmisiones
posteriores de camiones y automóviles de la actualidad.
• Cónico-espirales:
En los cónico-espirales, la curva del diente en la rueda-plana,
depende del procedimiento o
máquina de dentar, aplicándose en los
casos de velocidades elevadas para evitar
el ruido que producirían los cónico-rectos.
• Cónico-hipoides:
Estos son para ejes que se cruzan, generalmente en ángulo recto, son
empleados principalmente en el puente trasero del automóvil y cuya
situación de ejes permite la colocación de cojinetes en ambos lados del
piñón. Son parecidos a los cónicos
helicoidales, se diferencian en
que el piñón de ataque esta
descentrado con respecto al eje de
la corona. Esto permite que los engranajes
sean más resistentes. Se utilizan en máquinas industriales y
embarcaciones.
Tornillo sin fin
Son generalmente cilíndricos. Pueden considerarse derivados de los
helicoidales para ejes cruzados, siendo el tornillo una rueda helicoidal
de un solo diente (tornillo de un filete) o de varios (dos o más).
La rueda puede ser helicoidal simple o especial para tornillo sin fin,
en la que la superficie exterior y la de fondo
del diente son concéntricas con las
cilíndricas del tornillo. Generalmente,
el ángulo de ejes es de 90º.
Permiten la transmisión de
potencia sobre ejes perpendiculares.