Engranajes:

Un engranaje es un conjunto de dos o más ruedas dentadas que se engranan entre sí para transmitir movimiento de rotación. Los dientes de un engranaje encajan con los dientes del otro, permitiendo la transferencia de potencia y movimiento.

Partes de un Engranaje:

  • Diente de Engrane: Es la parte del engranaje que realiza el esfuerzo de empuje y transmite la potencia. La forma de sus flancos está constituida por dos curvas evolventes de círculo.
  • Módulo: Es la relación entre la medida del diámetro primitivo y el número de dientes. Dos engranajes que engranan deben tener el mismo módulo.
  • Circunferencia Primitiva: Es la circunferencia a lo largo de la cual engranan los dientes. Determina las características de los dientes del engranaje.
  • Flanco: Es la cara interior del diente, la zona de rozamiento.
  • Altura del Diente: Es la suma de la altura de la cabeza (addendum) más la altura del pie (dedendum).
  • Ángulo de Presión: Es el ángulo que forma la recta de acción con la tangente común a las circunferencias primitivas. En engranajes cicloidales es variable, mientras que en engranajes evolventes es constante.
  • Línea de Engrane: Es el lugar geométrico formado por todos los puntos de contacto de dos dientes que engranan.
  • Recta de Acción: Es la recta que contiene la fuerza con la que el perfil de la rueda conductora actúa sobre el perfil de la rueda conducida.
  • Relación de Transmisión: Es la relación de giro que existe entre la rueda conductora y la rueda conducida.

Tipos de Engranajes:

Engranajes Cicloidales:

Los perfiles de los dientes se generan como la trayectoria de un punto de una circunferencia (ruleta) sobre otra circunferencia (base). Se clasifican en:

  • Cicloide: Cuando la base es una recta.
  • Epicicloide: La ruleta rueda exteriormente sobre la base.
  • Hipocicloide: La ruleta rueda interiormente sobre la base.

Engranajes Evolventes:

Los perfiles de los dientes se generan como la trayectoria de un punto de una recta que rueda sin resbalar sobre una circunferencia base. El ángulo de presión es constante y la relación de velocidades angulares se mantiene constante.

Cálculo de Resistencia de Engranajes:

Existen diferentes métodos para calcular la resistencia de los engranajes, incluyendo:

  • Método de Lewis: Basado en la resistencia a la flexión, considera el diente como una viga en voladizo.
  • Método de Barth: Modifica la fórmula de Lewis reemplazando la tensión admisible por un valor modificado.
  • Método de Buckingham: Considera los efectos dinámicos debido a errores de fabricación y concentración de tensiones.

Conclusiones:

El diseño y cálculo de engranajes es fundamental para asegurar una transmisión de potencia eficiente y confiable. La selección del tipo de engranaje y el método de cálculo de resistencia dependen de las condiciones de operación y los requisitos de la aplicación.