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MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

IED INSTITUTO TÉCNICO RODRIGO DE TRIANA MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

ÁREA DE FORMACIÓN LABORAL

CUESTIONARIO DE REPASO UNIDAD ENGRANAJES 1. ¿Cuál es la clasificación de los engranes? La principal clasificación de los engranajes se efectúa según la disposición de sus ejes de rotación y según los tipos de dentado. Según estos criterios existen los siguientes tipos de engranajes:

Ejes paralelos: • Cilíndricos de dientes rectos • Cilíndricos de dientes helicoidales • Doble helicoidales Ejes perpendiculares • Helicoidales cruzados • Cónicos de dientes rectos • Cónicos de dientes helicoidales • Cónicos hipoides • De rueda y tornillo sinfín Por aplicaciones especiales se pueden citar: • Planetarios • Interiores • De cremallera Por la forma de transmitir el movimiento se pueden citar: • Transmisión simple • Transmisión con engranaje loco • Transmisión compuesta. Tren de engranajes Transmisión mediante cadena o polea dentada •Mecanismo piñón cadena • Polea dentada

2. ¿Cuál es la nomenclatura de los engranes?

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Diente de un engranaje: son los que realizan el esfuerzo de empuje y transmiten la potencia desde los ejes motrices a los ejes conducidos. El perfil del diente, o sea la forma de sus flancos, está constituido por dos curvas evolventes de círculo, simétricas respecto al eje que pasa por el centro del mismo. Módulo: el módulo de un engranaje es una característica de magnitud que se define como la relación entre la medida del diámetro primitivo expresado en milímetros y el número de dientes. En los países anglosajones se emplea otra característica llamada Diametral Pitch, que es inversamente proporcional al módulo. El valor del módulo se fija mediante cálculo de resistencia de materiales en virtud de la potencia a transmitir y en función de la relación de transmisión que se establezca. El tamaño de los dientes está normalizado. El módulo está indicado por números. Dos engranajes que engranen tienen que tener el mismo módulo. Circunferencia primitiva: es la circunferencia a lo largo de la cual engranan los dientes. Con relación a la circunferencia primitiva se determinan todas las características que definen los diferentes elementos de los dientes de los engranajes. Paso circular: es la longitud de la circunferencia primitiva correspondiente a un diente y un vano consecutivos. Espesor del diente: es el grosor del diente en la zona de contacto, o sea, del diámetro primitivo. Número de dientes: es el número de dientes que tiene el engranaje. Se simboliza c o m o Z . E s fundamental para calcular la relación de transmisión. E l n ú m e r o d e dientes de un engranaje no debe estar por debajo de 18 dientes cuando el ángulo de presión es 20º ni por debajo de 12 dientes cuando el ángulo de presión es de25º. Diámetro exterior: es el diámetro de la circunferencia que limita la parte exterior del engranaje. Diámetro interior: es el diámetro de la circunferencia que limita el pie del diente. Pie del diente: también se conoce con el nombre de dedendum. Es la parte del diente comprendida entre la circunferencia interior y la circunferencia primitiva. Cabeza del diente: también se conoce con el nombre de adendum. Es la parte del diente comprendida entre el diámetro exterior y el diámetro primitivo. Flanco: es la cara interior del diente, es su zona de rozamiento. Altura del diente: es la suma de la altura de la cabeza (adendum) más la altura del pie (dedendum). Ángulo de presión: el que forma la línea de acción con la tangente a la circunferencia de paso, φ (20º o 25º son los ángulos normalizados). Largo del diente: es la longitud que tiene el diente del engranaje Distancia entre centro de dos engranajes: es la distancia que hay entre los centros de las circunferencias de los engranajes. Relación de transmisión: es la relación de giro que existe entre el piñón conductor y la rueda conducida. La Rt puede ser reductora de velocidad o multiplicadora de velocidad. La relación de

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transmisión recomendada tanto en caso de reducción como de multiplicación depende de la velocidad que tenga la transmisión con los datos orientativos que se indican:

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3. ¿Cuáles son las características de los engranes?

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Engranajes de dientes rectos Características: Son fáciles de fabricar, pero son muy ruidosos y producen vibraciones. Se emplean cuando la potencia y el número de revoluciones con el que giran no son muy grandes. Engranajes de dientes helicoidales

Características: Se caracterizan por sus dientes inclinados respecto de su eje. Puede engranar varios dientes a la vez. Menos probabilidades de rotura, menos ruidos y vibraciones. Engranajes de dientes en V Características: Los dientes de los dos engranajes forman una especie de V. Engranajes epicicloidales Características: Consiste en uno o más engranajes externos o satélites que rotansobre un engranaje central Se usa para aumentar la velocidad de salida. Engranajes cónicos rectos

Características: Efectúan la transmisión de movimiento de ejes que se cortan en un mismo plano. Son utilizados para efectuar reducción de velocidad con ejes en 90°. Estos engranajes generan más ruido que los engranajes cónicos helicoidales.

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Engranajes cónicos helicoidales Características: Están formados por un piñón reductor de pocos dientes y una rueda de muchos dientes. Es muy adecuado para las carrocerías de tipo bajo, ganando así mucha estabilidad el vehículo. Es silencioso, se utilizan para reducir la velocidad en un eje de 90°. Tornillo sin fin-corona Características: Es un caso particular de engranajes helicoidales con ejes que se cruzan a 90º. Es un mecanismo diseñado para transmitir grandes esfuerzos, y como reductores de velocidad aumentando la potencia de transmisión. Hipoide Características: Un engranaje hipoide es un grupo de engranajes cónicos helicoidales formados por un piñón reductor de pocos dientes y una rueda de muchos dientes. Mayor robustez en la transmisión. Engrane helicoidal Características: Se utilizan para reducir la velocidad en un eje de 90°.Puede considerárseles como engranajes sinfín no envolventes .Limita la capacidad de transmisión de carga para este tipo de engranes. Es silencioso 4. ¿Para qué se utilizan los engranes?

Engranajes de dientes rectos Aplicaciones: Este tipo de engranaje es el más utilizado y se puede encontrar en cualquier tipo de máquina relojes, electrodomésticos juguetes, automóviles, etc. Engranajes de dientes helicoidales Aplicaciones: Idóneos para transmitir mucha potencia y funcionan a grandes nº de revoluciones. Los podernos encontrar en trenes de engranajes, cadenas cinemáticas de máquinas, cajas de cambio etc. Engranajes de dientes en V Aplicaciones: Lo único que hacen es compensar la fuerza engranajes epicicloidales. Engranajes epicicloidales Aplicaciones: Se emplea en algunas centrales hidroeléctricas para aumentar y regular el número de revoluciones del árbol que arrasa al alternador También se usa normalmente en tractores. Engranajes cónicos rectos Aplicaciones: Se utilizan en transmisiones antiguas y lentas. En la actualidad se utilizan muy poco. Engranajes cónicos helicoidales Aplicaciones: Se suele utilizar en taladradoras.

Tornillo sin fin-corona Aplicaciones:

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Se utiliza para obtener grandes reducciones. Se utilizan con mucha frecuencia para el desplazamiento de las mesas y los carros de muchas máquinas-herramienta, corno tornos, fresadoras, rectificadoras, etc. Hipoide Aplicaciones: Tiene la ventaja de ser muy adecuado para las carrocerías de tipo bajo. Se utilizan en máquinas industriales y embarcaciones, donde es necesario que los ejes no estén al mismo nivel por cuestiones de espacio. Engrane helicoidal Aplicaciones: Se mecanizan en fresadoras especiales 5. ¿Qué es un tren de engranes? El tren de engranes son arreglos o acomodos que se pueden formar al acoplar dos o más engranes entre sí para transmitir movimiento o potencia. 6. ¿Para qué se utilizan los trenes de engranes? Se utilizan para transmitir altas potencias en distancias cortas o para permitir la selección de una relación de transmisión mediante la combinación de dos o más engranes. Por lo general todos los ejes o flechas sobre lo que están montados los engranes tienen sus ejes axiales paralelos entre sí pero también se pueden encontrar perpendiculares y angulados.

7. ¿Cuáles son las fórmulas de cálculo de relación de velocidad que se utilizan en los trenes de engranes?

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La relación de transmisión entre engranajes circulares con un determinado número de dientes se puede expresar de la siguiente manera: Τ = ω2 / ω1 = Z1 / Z2 Dónde: W1 es la velocidad angular de entrada W2 es la velocidad angular de salida transmitida Z1 es el número de dientes del engranaje de entrada. Z2 es el número de dientes del engranaje de salida. El signo menos indica que se invierte el sentido del giro. Según la expresión anterior, la velocidad angular transmitida es inversamente proporcional al número de dientes del engranaje al que se transmite la velocidad. Si no existe disipación de calor en la transmisión del movimiento entonces podemos expresar la relación de velocidades angulares equivalente a la relación inversa de momentos:

-

M1 es el momento transmitido a W1 M2 es el momento que sale del engranaje 2 a W2 Si uno de los engranes es helicoidal y si se pone como entrada en la conversión de la velocidad angular, entonces la velocidad de salida del engrane circular es Z2 veces más pequeña que la velocidad del engrane helicoidal. 8. ¿Para qué se utilizan los motorreductores? Son utilizados para el accionamiento de toda clase de máquinas y aparatos de uso industrial, que necesitan reducir su velocidad en una forma segura y eficiente.

9. ¿Qué fórmulas de par torsional se utilizan en los motores y reductores de trenes de engranes?

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10. ¿Qué es un diferencial y para que se usan?

Es un sistema de engranajes en el conjunto de transmisión final de un vehículo que transmite torsión a las ruedas sin considerar si el vehículo se está moviendo en línea recta o si está girando.

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Se utiliza en los automóviles ya que permite que las ruedas giren a diferentes velocidades mientras este proporciona una torsión uniforme. 11. ¿Cuál es la cinemática de velocidad de un tren de engranes? Suele definirse como aquella cadena cinemática formada por varias ruedas que ruedan sin deslizar entre sí; o bien como cualquier sistema de ejes y ruedas dentadas que incluya más de dos ruedas.

CALCULO DE LOS DIAMETROS DE LOS PIÑONES 10 PROFESOR: ALVARO HERNÁNDEZ COFLES

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CALCULO PARA EL DISEÑO DE ENGRANAJES RECTOS

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En el proceso de diseño de elementos mecánicos, o para el dibujo y determinar los parámetros constructivos de engranajes, el primer paso es determinar las dimensiones de las ruedas dentadas como son: 

Numero de diente Z



Modulo M



Diámetro exterior De=M*(N+2)



Diámetro primitivo Dp=M*Z



Altura de la cabeza del diente hc = M



Altura del die del diente H=2.25*M



Diámetro interior Di=Dp-(2M*1.25)



Paso P=M+3.1416



Espesor del diente e=P/2



Radio del pie del diente R=0.3*M Para determinar todos estos parámetros debemos de contar con 2 datos, los cuales pueden ser: Número de dientes y diámetro exterior, o número de dientes y modulo

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