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5/14/2018 ENGRANES - slidepdf.com

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ENGRANES

DISEÑO DE ELEMENTOS DE

MÁQUINAS TORRES HERNANDEZ FRANCISCO JAVIER




Algunos ejemplos de usos son Prensas, máquinas herramientas,manejo de material, sistemas de alimentación, aplicaciones

marinas, entre otros.



Engranes RECTOS

En un engranaje sencillo, el eje impulsado gira en

sentido opuesto al eje impulsor. Si se desea queambos ejes giren en el mismo sentido seintroduce una rueda dentada denominada 'ruedaloca' entre el engranaje impulsor o motor y elimpulsado. En cualquier sistema de engranajes,

la velocidad del eje impulsado depende delnúmero de dientes de cada engranaje.



Engranes RECTOS

Rectos exteriores o simplemente

rectos

Es el tipo de engranaje más simple ycorriente, generalmente, para velocidades

medias.



Engranes RECTOS

Interiores

Pueden ser con dentado recto, helicoidal odoble-helicoidal. Engranajes de granaplicación en los llamados “trenes

epicicloides o planetarios”.



Engranes RECTOS

Helicoidales

Más silenciosos que los rectos. Se empleansiempre que se trata de velocidades

elevadas. Necesitan cojinetes de empuje

para contrarrestar la presión axial queoriginan.



Engranes RECTOS

Doble-helicoidales Para las mismas aplicaciones que los

helicoidales, con la ventaja sobreéstos de no producir empuje axial,

debido a la inclinación doble ensentido contrario de sus dientes.



Engranes RECTOS

Helicoidales para ejes cruzados Pueden transmitir rotaciones de ejes a

cualquier ángulo, generalmente a 90°, paralos cuales se emplean con ventaja los de

tornillo-sin-fin, ya que los helicoidales

tienen una capacidad de resistencia muylimitada y su aplicación se ciñe casiexclusivamente a transmisiones muy

ligeras (reguladores, etc.).


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Los engranajes cónicos, así llamados por su forma,tienen dientes rectos y se emplean para transmitirmovimiento giratorio entre ejes no paralelos

Se utilizan para transmitir movimiento entre ejesperpendiculares, aunque también se fabrican formando

ángulos diferentes a 90 grados.Se trata de ruedas dentadas en forma de troncos decono, con dientes tallados en una de sus superficieslaterales. Dichos dientes pueden ser rectos o curvos

(hipoides), siendo estos últimos muy utilizados ensistemas de transmisión para automóviles.Se fabrican a partir de un trozo de cono, formando los

dientes por fresado de su superficie exterior. Los dientespueden ser rectos, helicoidales o curvos. Esta familia de

engranajes soluciona la transmisión entre ejes que se

Engranes cónicos



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Engranes cónicos

Cónico-rectos.

Efectúan la transmisión de movimiento deejes que se cortan en un mismo plano,

generalmente en ángulo recto, por medio desuperficies cónicas dentadas. Los dientes

convergen en el punto de intersección de losejes.



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Cónico-helicoidales

Engranajes cónicos con dientes norectos

Engranes cónicos



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Engranes cónicos

Cónico-espirales En los cónico-espirales, la curva del diente

en la rueda-plana, depende delprocedimiento o máquina de dentar, apli

cándose en los casos de velocidadeselevadas para evitar el ruido que producirían los cónico-rectos.



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Engranes cónicos

Cónico-hipoides Para ejes que se cruzan, generalmente en

ángulo recto, empleados principalmente enel puente trasero del automóvil y cuya

situación de ejes permite la colocación decojinetes en ambos lados del piñón..



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Materiales

Los materiales usados paraengranajes helicoidales son

los mismos que se usan paralos demás tipos, es de

consideración las cargasaxiales y flexionantes

generadas en los engranajespara la selección de losmateriales.



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MaterialesGRUPO DE MATERIAL DENOMINACIÓN SEGÚN DIN

Fundición Laminar

DIN 1691

GG 20

GG 26

GG 35

Fundicón Lobular DIN 1693

GGG 42

GGG 60GGG 80

GGG 100

FundicIón Gris

DIN 1692

GTS 35

GTS 65

Acero Fundido

DIN 1681

GS 52

GS 60

Acero de Construcción

SIN 17100

St 42

St 50

St 60

St 70

Acero Bonificado

DIN 17200

Ck 22

Ck 45

Ck 60

34 Cr 4

37 Cr 4

42 Cr Mo 4

34 Cr Ni Mo 6

Acero Bonificado

DIN 17100

(endurecido por inducción)

Ck 45

37 Cr 4

42 Cr Mo 4

Acero BonificadoDIN 17200

(nitrurado)

Ck 4542 Cr Mo 4

42 Cr Mo 4

Acero de Nitruración 31 Cr Mo V 9

Acero de Cementación

C 15

16 Mn Cr 5

20 Mn Cr 5

20 Mo Cr 4

15 Cr Ni 6

18 Cr Ni 8

17 Cr Ni Mo 6

Sintético

DuroplastTejido Duro grueso

te ido duro fino

ó



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FabricaciónEl proceso de fabricación esta basado enla generación del diente del engranaje apartir del diámetro exterior del mismo.El formado de los dientes del engranajese realiza por varios procedimientos,entre los cuales se encuentran: coladoen arena, moldeo en cáscara, fundiciónpor revestimiento, colada en molde

permanente, colada en matriz, fundicióncentrífuga.También puede fabricarse porPulvimetalurgia (metalurgia de polvos) obien formarse primero por extrusión yluego rebanar son cortadoresformadores y generadores.Unos de los métodos más usados es el“formado en frío” en el que unasmatrices o dados ruedan sobre cuerposde engranajes para formar los dientes,

en este caso las propiedades del metalme oran randemente además eneran

i



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Tratamientos

T i



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Tratamientos

L b i ió



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Lubricación Todo los engranes sin importar tipos ni materiales tendrán mayoresprobabilidades de una larga vida útil si se les lubrica en formaadecuada. La lubricación de los engranajes es un requisito básicodel diseño tan importante como la resistencia o la durabilidadsuperficial de los dientes de los engranajes.Sistemas y métodos para lubricación de engranajes, los métodosutilizados para la lubricación de los dientes de los engranajes varíancon el tipo d engranaje, la velocidad (en la línea primitiva), el

acabado superficial, la dureza y la combinación de materiales.Uno de los métodos de lubricación es el de paletas o brochas, elcual se utiliza exclusivamente en engranajes de muy baja velocidady de paso muy grande, otro método utilizado mayormente en cajasreductoras es por chapoteo; los juegos de engranes de altavelocidad son los mas difíciles de lubricar eficientemente ya que noes fácil sumergir los engranes en el aceite.

L b i ió



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Lubricación

C id i d Di ñ



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Consideraciones de Diseño

NOMENCLATURA



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NOMENCLATURA

NOMENCLATURA



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NOMENCLATURA

Paso circular

Es la distancia medida sobre la circunferencia de paso entredeterminado punto de un diente y el correspondiente de unoinmediato, es decir la suma del grueso del diente y el ancho delespacio ente dos consecutivos.

En los engranes helicoidales, por su naturaleza (dientes en hélice ) , va a

tener dos pasos,Pn = paso circular normalPt = paso circular transversalRelacionados por la siguiente ecuación

NOMENCLATURA



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NOMENCLATURA

Nótese que cuando = 0ψ

entonces Pn =PtDonde es el ángulo de héliceψ

NOMENCLATURA



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NOMENCLATURACircunferencia de paso

Es un circulo teórico en el que generalmente

se basan todos los cálculos; su diámetro es eldiámetro de paso.Supongamos que un plano oblic uo a b corta

al engrane según en un arco, este arcoψ

tiene radio de curvatura R, si = 0 entoncesψ

R = D/2 ; si crece hasta llegar a 90˚ψ

entonces R = ∞ ; por lo tanto se entiende quecuando crece R también lo hace .ψ

En los engranajes helicoidales el radio de pasoes RModulo (m).- es la relación del diámetro de

paso al numero de dientes

m=d/Z d = diámetro de pasoZ = numero de dientes

En engranes helicoidales se diferencia entre:

Modulonormal

Modulotransversal

NOMENCLATURA



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NOMENCLATURA

NOMENCLATURA



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NOMENCLATURA

INTERFERENCIA



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INTERFERENCIA

El contacto comienza cuando la punta del diente conducido toca el flanco deldiente conductor, ello ocurre antes de que la parte de evolvente del diente

conductor entre en acción,. En otras palabras ello ocurre por debajo de lacircunferencia de base del engrane 2 en la parte distinta de la evolvente delflanco; el efecto real es que la punta o cara de evolvente del engraneimpulsado tiende a penetrar en el flanco del diente impulsado o a interferir coneste.Se presenta una vez mas el mismo efecto a medida que los dientes dejan deestar en contacto. El efecto es que la punta del diente impulsor tiende apenetrar en el flanco del diente impulsado, o a interferir con el.La interferencia también puede reducirse mediante un mayor ángulo depresión. Con esto s obtiene una menos circunferencia de base, de manera quela mayor parte del perfil de los dientes es evolvente. La demanda de piñonesmenores con menos dientes favorece así el uso de un ángulo de presión de25˚,aun cuando las fuerzas de fricción y las cargas de aplastamiento aumentende magnitud y disminuya la relación de contacto.

FUERZAS



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FUERZASLa fuerza resultante que actúa sobre el engranaje es consideradacomo aplicada sobre la cara del diente de la siguiente manera

Las fuerzas actuantes se descomponensobre las direcciones radial, tangencial yaxial para su mejor entendimiento. La cargatransmitida a los engranajes es en ladirección tangencial o de rotación, por lo

tanto es de mayor facilidad considerar lasdemás fuerzas en función de la com onente



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BibliografíaMANUAL DE ENGRANAJES, DARLE W.

DUDLEYELEMENTOS DE MAQUINAS, SHIGLEY

WWW.GOOGLE.COM

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