ENGRANAJE

Definicin:Se denomina engranaje o ruedas dentadas al mecanismo utilizado para transmitir potencia de un componente a otro dentro de una mquina. Los engranajes estn formados por dos ruedas dentadas, de las cuales la mayor se denomina corona' y el menor 'pin'. Un engranaje sirve para transmitir movimiento circular mediante contacto de ruedas dentadasTipos de engranajes:La principal clasificacin de los engranajes se efecta segn la disposicin de sus ejes de rotacin y segn los tipos de dentado. Segn estos criterios existen los siguientes tipos de engranajes:

Ejes paralelo Cilndricos de dientes rectos Cilndricos de dientes helicoidales Doble helicoidales

Ejes perpendiculares: Helicoidales cruzados Cnicos de dientes rectos Cnicos de dientes helicoidales Cnicos hioides De rueda y tornillo sin fin

Por aplicaciones especiales: Planetarios Interiores de cremallera

Por la forma de transmitir el movimiento se pueden citar: Transmisin simple Transmisin con engranaje loco Transmisin compuesta. Tren de engranajes Transmisin mediante cadena o polea dentada: Mecanismo pin cadena Polea dentadaAplicaciones de los engranajesExiste una gran variedad de formas y tamaos de engranajes, desde los ms pequeos usados en relojera e instrumentos cientficos (se alcanza el mdulo 0,05) a los de grandes dimensiones, empleados, por ejemplo, en las reducciones de velocidad de las turbinas de vapor de los buques, en el accionamiento de los hornos y molinos de las fbricas de cemento, etc.Bombas hidrulicas

Una bomba hidrulica es un dispositivo tal que recibiendo energa mecnica de una fuente exterior la transforma en una energa de presin transmisible de un lugar a otro de un sistema hidrulico a travs de un lquido cuyas molculas estn sometidas precisamente a esa presin. Las bombas hidrulicas son los elementos encargados de impulsar el aceite o lquido hidrulico, transformando la energa mecnica rotatoria en energa hidrulica.Mecanismo diferencia

El mecanismo diferencial tiene por objeto permitir que cuando el vehculo d una curva sus ruedas propulsoras puedan describir sus respectivas trayectorias sin patinar sobre el suelo. La necesidad de este dispositivo se explica por el hecho de que al dar una curva el coche, las ruedas interiores a la misma recorren un espacio menor que las situadas en el lado exterior, puesto que las primeras describen una circunferencia de menor radio que las segundas.El mecanismo diferencial est constituido por una serie de engranajes dispuestos de tal forma que permite a las dos ruedas motrices de los vehculos girar a velocidad distinta cuando circulan por una curva. As si el vehculo toma una curva a la derecha, las ruedas interiores giran ms despacio que las exteriores, y los satlites encuentran mayor dificultad en mover los planetarios de los semiejes de la derecha porque empiezan a rotar alrededor de su eje haciendo girar los planetarios de la izquierda a una velocidad ligeramente superior. De esta forma provocan una rotacin ms rpida del semieje y de la rueda motriz izquierda.

Caja de velocidades

En losvehculos lacaja de cambiosocaja de velocidadeses el elemento encargado de acoplar elmotor y el sistema detransmisin con diferentes relaciones de engranes o engranajes, de tal forma que la mismavelocidad de giro delcigeal puede convertirse en distintas velocidades de giro en lasruedas. El resultado en la ruedas de traccin generalmente es la reduccin de velocidad de giro e incremento deltorque.

Reductores de velocidad

Los reductores de velocidad son mecanismos que transmiten movimiento entre un eje que rota a alta velocidad, generalmente un motor, y otro que rota a menor velocidad, por ejemplo una herramienta. Se componen de juegos de engranajes de dimetros diferentes o bien de un tornillo sin fin y corona.El reductor bsico est formado por mecanismo de tornillo sin fin y corona. En este tipo de mecanismo el efecto del rozamiento en los flancos del diente hace que estos engranajes tengan los rendimientos ms bajos de todas las transmisiones; dicho rendimiento se sita entre un 40 y un 90% aproximadamente, dependiendo de las caractersticas del reductor y del trabajo al que est sometido. Factores que elevan el rendimiento:

Tornillos

Se denominatornilloa un elemento u operadormecnico cilndrico con una cabeza, generalmente metlico, aunque pueden ser de plstico, utilizado en la fijacin temporal de unas piezas con otras, que est dotado de una caa roscada con rosca triangular, que mediante una fuerza de torsin ejercida en su cabeza con unallave adecuada o con undestornillador se puede introducir en un agujero roscado a su medida o atravesar las piezas y acoplarse a una tuerca. Los tornillos los definen las siguientes caractersticas: Dimetro exterior de la caa: en el sistema mtrico se expresa en mm y en el sistema ingls en fracciones de pulgada. Tipo de rosca: mtrica, trapecial, redonda, en diente de sierra, elctrica, etc. Las roscas pueden ser exteriores o machos (tornillos) o bien interiores o hembras (tuercas), debiendo ser sus magnitudes coherentes para que ambos elementos puedan enroscarse. Paso de la rosca: distancia que hay entre dos crestas sucesivas. En el sistema mtrico se expresa en mm y en el sistema ingls por el nmero de hilos que hay en una pulgada. Sentido de la hlice de la rosca: a derechas o a izquierdas. La mayora de la tornillera tiene rosca a derechas, pero para aplicaciones especiales, como en ejes de mquinas, contratuercas, etc. tienen alguna vez rosca a izquierda.

Tipos de tornillos

Tornillos para madera

Este tipo de tornillo se estrecha en la punta como una forma de ir abriendo camino a medida que se inserta para facilitar el autorroscado, porque no es necesario hacer un agujero previo, y el filete es afilado y cortante. Normalmente se atornillan con destornillador elctrico. Tornillos tirafondos para paredes y madera DIN-571Hay una variedad de tornillos que son ms gruesos que los clsicos de madera, que se llaman tirafondos y se utilizan mucho para atornillar los soportes de elementos pesados que vayan colgados en las paredes de loscasas, como por ejemplo,toldos, aparatos de sonidos, etc. En estos casos se perfora la pared al dimetro del tornillo elegido, y se inserta un taco demadera o plstico, a continuacin se atornilla el tornillo que rosca a presin el taco de plstico y as queda sujeto firmemente el soporte. Tambin se utiliza por ejemplo para el atornillado de la madera de grandesembalajes. Estos tornillos tienen la cabeza hexagonalTornillos de rosca cilndrica para uniones metlicas

Para la unin de piezas metlicas se utilizan tornillos con rosca triangular que pueden ir atornillados en un agujero ciego o en una tuerca con arandela en un agujero pasante.Este tipo de tornillos es el que se utiliza normalmente en las mquinas y lo ms importante que se requiere de los mismos es que soporten bien los esfuerzos a los que estn sometidos y que no se aflojen durante el funcionamiento de la mquina donde estn insertados.Lo destacable de estos tornillos es el sistema de rosca y el tipo de cabeza que tengan puesto que hay variaciones de unos sistemas a otros.

El diseo de las cabezas de los tornillos responde, en general, a dos necesidades: por un lado, conseguir la superficie de apoyo adecuada para laherramienta de apriete de forma tal que se pueda alcanzar la fuerza necesaria sin que la cabeza se rompa o deforme. Por otro, necesidades de seguridad implican (incluso en reglamentos oficiales de obligado cumplimiento) que ciertos dispositivos requieran herramientas especiales para la apertura, lo que exige que el tornillo (si ste es el medio elegido para asegurar el cierre) no pueda desenroscarse con un destornillador convencional, dificultando as que personal no autorizado acceda al interior.Tornillo de cabeza hexagonal:Tornillos comerciales con cabeza Allen

Al igual que con las cabezas hexagonales hay varios modelos de tornillos con cabeza Allen todos ellos normalizados segn las normas DIN correspondiente. Los tornillos con cabeza hexagonal se utilizan principalmente cuando se desean superficies lisas y las fuerzas de apriete no son muy elevadas.

Tornillos para apriete con destornilladorCon los modernos destornilladores elctricos y neumticos que existen el uso de tornillos de autorroscado se utiliza mucho en los diversos tipos de carpintera tanto de madera como metlica ya que es un sistema rpido de atornillado. En el atornillado de piezas metlicas se utiliza menos porque el par de apriete que se ejerce es bajo y est expuesto a que se afloje durante el funcionamiento de la mquina.Tornillos de miniaturaCon el desarrollo de componentes electrnicos cada vez ms pequeos ha sido necesario desarrollar y fabricar tornillera especialmente pequea; este tipo de tornillos se caracteriza por ser autorroscante en materias blandas tales como plsticos, y su cabeza est adaptada para ser accionados por destornilladores muy pequeos y de precisin; el material de estos tornillos puede ser de acero inoxidable, acero normal o latn.Tornillos de alta resistenciaLos tornillos de alta resistencia se designan por las letras TR, seguidas del dimetro de la caa y la longitud del vstago, separados por el signo x; seguir el tipo de acero del que estn construidos Las tuercas se designarn con las letras MR, el dimetro nominal y el tipo del acero.Las caractersticas del acero utilizado para la fabricacin de los tornillos y tuercas definidos como de alta resistencia estn normalizadas.Tornillos de precisinLos tornillos de precisin se instalan cuando las presiones, esfuerzos y velocidades de los procesos exigen uniones ms fuertes y tornillos ms fiables que eviten fallos que puedan desencadenar una avera en la mquina o estructura donde van instalados.Estos tornillos se caracterizan por tener una resistencia extra a los esfuerzos de traccin y fatiga. La resistencia media que pueden tener estos tornillos es de 1300 N/mm2frente a los 1.220 N/mm2que tienen los de la gama ordinaria.Tornillos de titanio Titanio quirrgico: una de las mejores propiedades que tiene eltitanioes que no es txico en contacto con el organismo de las personas, lo cual, unido a sus cualidades mecnicas dedureza, poco peso y resistencia mecnica, ha hecho posible una gran cantidad de aplicaciones de gran utilidad como prtesis articulares, implantes dentales, componentes para la fabricacin de vlvulas cardacas ymarcapasosy clavos o placas de osteosntesis para la recuperacin de fracturas seas, adems de muchos otros productos.Uno de los elementos imprescindibles para muchas de las aplicaciones quirrgicas del titanio es poder disponer de toda la gama de tornillos que puedan ser necesarios de acuerdo con la aplicacin requerida.Desde que se empez a utilizar el titanio en el tratamiento de las fracturas y en ortopedia no se ha reportado ningn caso de incompatibilidad. Tornillos de titanio de alta resistencia mecnica: laindustria aenauticautiliza una gran cantidad de tornillos de titanio y requiere de ellos una gran calidad y alta resistencia mecnica. La aleacin grado 5-CA -Ti6Al4V- es la que cumple con tales exigencias tcnicas. Algunos de estos tornillos se fabrican con recubrimiento de lubricante de pelcula slida MoS2. Tornillos de titanio para motocicletas, bicicletas y artculos de hobby: dichos tornillos mejoran el aspecto y las prestaciones de los de acero y los usuarios aprecian los coloreados que tienen (oro, azul, negro, etc.), obtenidos por procesos deanodizados. Tornillos de titanio para uso industrial: en este caso la propiedad que se busca en el tornillo o pieza solicitada es principalmente su resistencia al ataque de todo tipo de cidosEjes de transmisin

Eningeniera mecnicase conoce comoeje de transmisina todo objeto axisimtrico especialmente diseado para transmitirpotencia. Estoselementos de mquinas constituyen una parte fundamental de lastrasmisiones mecnicasy son ampliamente utilizados en una gran diversidad demquinas debido a su relativa simplicidad.

Tipos de ejes de transmisin:

Ejes de transmisin en vehculosEn la actualidad, la mayora de losautomviles usan ejes de transmisin rgidos para transmitir la fuerza del tubo de transmisin a las ruedas. Normalmente se usan dos palieres o semirboles de transmisin para transferir la fuerza desde un diferencial central, un tubo de transmisin o un transeje a las ruedas.

Un rbol de transmisin doble de un camin.En los vehculos con motor delantero y propulsin trasera, hace falta un eje de transmisin ms largo para trasladar la fuerza a lo largo del vehculo. Hay dos sistemas principales: El tubo de par, con una junta universal, y el accionamiento Hotchkiss, con dos o ms juntas. Este sistema fue conocido como el sistema Panhard despus de que la compaa de automviles, Panhard et Levassor lo patentara.

Ejes de transmisin en motocicletas

Los ejes de transmisin han sido usados en las motocicletas, prcticamente desde que stas han existido. Los rboles de transmisin se presentan, frente a las transmisiones de cadena o de correa, como una alternativa relativamente libre de mantenimiento y de mayor duracin de vida. Una de las desventajas del eje de transmisin en una motocicleta es que hace falta un sistema de engranajes para girar 90 la potencia desde el rbol a la rueda trasera, perdindose algo de potencia en el proceso. Por otro lado, es ms fcil proteger las uniones del rbol y los cambios de la arena, el polvo y el barro

Ejes de transmisin en el mundo naval

En un barco a motor, el eje de transmisin generalmente conecta la transmisin dentro del navo directamente a la hlice, pasando a travs del prensaestopas del eje u otro sello hasta el punto en el que sale del casco (embarcacin).El eje de transmisin de un barco tambin est sujeto a fenmenos fsicos de compresin cuando la hlice hace avanzar la nave y tensin cuando retrocede.

Ejes de transmisin en bicicletas

El rbol de transmisin ha sido siempre una alternativa a la transmisin de cadena durante el pasado siglo, aunque nunca ha llegado a ser muy popular. Las bicicletas con eje de transmisin se conocen como "sin cadena". Un eje de transmisin posee varias ventajas y desventajas cuando se aplica a una bicicleta.

Desventajas engranajes: Lubricacin de engranajesLas transmisiones por engranajes principalmente las que estn sometidas a un gran esfuerzo y funcionamiento de gran velocidad tienen que tener el lubricante adecuado para poder contribuir a conservar sus propiedades mecnicas durante el uso:

Deterioro y falla de los engranajesLas dos principales fuentes de fallo en un diente de engrane son por friccin y flexin, esto es debido a que las fuerzas lgicas durante la transferencia de la fuerza por el diente/engranaje, la friccin de diente contra diente y la fuerza que deben de resistir los dientes, (el que transfiere y el que recibe), como lo podemos apreciar en la grfica del desplazamiento del punto de engrane. Tratamiento trmico de los engranajesLos engranajes estn sometidos a grandes presiones tanto en la superficie de contacto y por eso el tratamiento que la mayora de ellos recibe consiste en un tratamiento trmico decementacinonitruracin con lo cual se obtiene una gran durezaen la zona de contacto de los dientes y unatenacidad en el ncleo que evite su rotura por un sobreesfuerzo. Ventajas y desventajas de los ejes de transmisinVentaja Menos probabilidad de romperse o atascarse, un problema comn con las bicicletas con transmisin de cadena. El uso de un sistema de engranajes ofrece un movimiento de pedalada ms constante y suave. El conductor no se ensucia con la grasa de la cadena o se lesiona porque se engancha la cadena, lo que ocurre cuando la ropa o incluso una parte del cuerpo es atrapada entre la cadena y el plato o los piones. Menor mantenimiento que un sistema de cadena cuando el rbol de transmisin est encerrado en un tubo, lo ms comn. Un rendimiento ms constante. La compaa Dynamic Bicycles proclama que una bicicleta con rbol de transmisin proporciona un 94% de eficiencia donde una bicicleta con transmisin por cadena ofrece entre un 75% y un 97% dependiendo de su estado. Mayor visin: sin un desviador u otros mecanismos colgantes, la bicicleta ofrece el doble de visin del suelo. Para las compaas de alquiler de bicicletas, ests bicicletas son menos proclives a ser robadas ya que la transmisin no es estndar y no pasan desapercibidas. Este tipo de bicicleta se usa en la mayora de las grandes ciudades de Europa donde ha habido grandes proyectos municipales de alquiler de bicis, financiados con dinero pblico.Desventajas Un eje de transmisin pesa ms que un sistema de cadena, normalmente entre medio y un kilogramo ms. Con un mantenimiento ptimo, la cadena ofrece una eficiencia mayor. Muchas de las ventajas propuestas por los defensores del rbol de transmisin se pueden conseguir en las bicicletas de transmisin con una cubierta de plstico o metal sobre la cadena y las marchas. El uso de un desviador ligero y con un gran nmero de marchas es imposible, aunque se puede usar un sistema de cubos. Quitar la rueda es muy complicado en algunos diseos (como lo es en las bicicletas de cadena con sistema de cubos).Bibliografaocw.uc3m.es/ingenieria-mecanica/diseno-de...de.../ejes_transparencias.pdfwww2.ula.ve/dsiaportal/dmdocuments/elementos/EJES.pdfwww.aficionadosalamecanica.com/HYPERLINK "http://www.aficionadosalamecanica.com/transmisiones.htm"transmisionesHYPERLINK "http://www.aficionadosalamecanica.com/transmisiones.htm".htmwww.uclm.es/profesorado/porrasysoriano/elementos/tema08.HYPERLINK "http://www.uclm.es/profesorado/porrasysoriano/elementos/tema08.pdf"pdfbibing.us.es/proyectos/abreproy/4483/fichero/6.+Engranajes.pdf www.HYPERLINK "http://www.pernoscorona.net/"pernosHYPERLINK "http://www.pernoscorona.net/"corona.net/www.serfarin.com/HYPERLINK "http://www.serfarin.com/pernos"pernos