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
ENGRANAJES DE DIENTES RECTOS
Presentado por:
Alex, Artigas
Ciudad Ojeda, Mayo de 2015

2. El engranaje es una rueda o cilindro dentado empleado para transmitir un
movimiento giratorio o alternativo desde una parte de una máquina a otra. Un
conjunto de dos o más engranajes que transmite el movimiento de un eje a otro
se denomina tren de engranajes. Los engranajes se utilizan sobre todo para
transmitir movimiento giratorio, pero usando engranajes apropiados y piezas
dentadas planas pueden transformar movimiento alternativo en giratorio y
viceversa.
Concepto de engranajes

3. Fabricación de los engranajes
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.

4. Origen de los engranajes
Leonardo da Vinci, muerto en Francia en 1519, dejó numerosos dibujos y esquemas de
algunos de los mecanismos utilizados hoy diariamente, incluido varios tipos de engranajes de
tipo helicoidal.
Los primeros datos que existen sobre la transmisión de rotación con velocidad
angular uniforme por medio de engranajes, corresponden al año 1674, cuando el famoso
astrónomo danés Olaf Roemer (1644-1710) propuso la forma o perfil del diente
en epicicloide.
Robert Willis (1800-1875), considerado uno de los primeros ingenieros mecánicos, fue el que
obtuvo la primera aplicación práctica de la epicicloide al emplearla en la construcción de una
serie de engranajes intercambiables. De la misma manera, de los primeros matemáticos fue la
idea del empleo de la evolvente de círculo en el perfil del diente, pero también se deben a
Willis las realizaciones prácticas. A Willis se le debe la creación del odontógrafo, aparato que
sirve para el trazado simplificado del perfil del diente de evolvente.

5. Origen de los engranajes
Es muy posible que fuera el francés Phillipe de Lahire el primero en concebir el
diente de perfil en evolvente en 1695, muy poco tiempo después de que Roemer
concibiera el epicicloidal.
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.

6. Origen de los engranajes
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.
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.

7. Tipos de engranajes

8. Engranajes de Dientes Rectos
Es el engranaje más sencillo de fabricar y el más antiguo,
generalmente, para velocidades medias.
A grandes velocidades si no son rectificados, producen ruido más o
menos importante según la velocidad y la corrección de su tallado.
Es el engranaje donde la sección de corte se mantiene constante
con respecto al eje axial. En estos tiempos se utilizan poco, ya que
generan mucho ruido. Se encuentran en las prensas de caña de
azúcar, y prensas mecánicas.

9. Funciones de los engranajes de dientes Rectos
Efectúan la transmisión de movimiento que se
cortan en un mismo plano.
Los dientes convergen el punto de intersección
de los ejes.
Son utilizados para reducir velocidad con ejes
de 90 grados.

10. Funcionamiento de los engranajes de dientes rectos.
Su funcionamiento consiste en que el engranaje motriz (piñón) gira en
un sentido, gracias a un motor, y al estar en contacto con el segundo
engranaje (rueda) hace que éste se mueva en sentido contrario. La
velocidad con que gire la rueda dependerá de la velocidad del piñón y
de sus diámetros.

11. Partes de un engranaje de dientes rectos

12. Características de los engranajes de dientes rectos
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

13. Usos de los engranajes de dientes rectos
Los engranajes de dientes rectos se pueden utilizar para aumentar o disminuir el
par, o la potencia, de un objeto dado.
Éstos se utilizan para este efecto en las lavadoras, licuadoras, secadoras de ropa,
equipos de construcción, bombas de combustible y molinos.
En las centrales eléctricas, los llamados "trenes" de engranajes rectos se utilizan
para convertir una forma de energía, como la eólica o la energía hidroeléctrica, en
energía eléctrica.
Los engranajes de dientes rectos se utilizan también para aumentar o disminuir la
velocidad de un objeto.

14. Desventaja de los engranajes de dientes rectos
La desventaja de los engranajes de dientes rectos es que hacen
mucho ruido cuando se utilizan a altas velocidades y su diseño pone
mucho estrés en los dientes del engranaje. Por esta razón, los
engranajes de dientes rectos se conocen como engranajes de baja
velocidad.

15. Diámetro primitivo (Dp): Dp = M * Z
Diámetro exterior (De): De = Dp + 2*M ó De = M * (Z+2)
Diámetro interior (Di): Di = Dp - 2 * 1.167 * M
Distancia entre centros (A): A = (Dp + dp)/2 ó A = (Z + z) * M/2
Paso (P) P = 3.1415 * M
Formulas para el diseño de los engranajes de dientes rectos

16. Tenemos un sistema de engranajes simple formado por dos ruedas dentadas de
dientes rectos. Conocemos n1 =15 rpm, z1= 60 y z2 = 20. a) Calcula el valor de
n2 en rpm. b) Indica si el sistema es reductor o multiplicador. Recuerda que: n1
· z1 = n2 · z2
De entrada gira a 15 rpm y de salida gira a 45 por lo tanto el sistema
es multiplicador.
Ejercicios

17. En el taller del aula de Tecnología tenemos un taladro de columna
y, queremos saber a qué velocidad tendrá que girar el motor de
dicho taladro (velocidad de entrada n1), si transmite el movimiento
a una broca a través de dos ruedas dentadas de, z1=50 e z2=150.
La broca gira a 600 rpm (velocidad de salida n2).
Solución:
Ejercicios