UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLOGICA DEL CONO SUR DE LIMACURSO : DIBUJO MECANICO II ENGRANAJES Ing. Rosa María Tiburcio Alva CONCEPTO : Son elementos dentados utilizados para trasmitir movimiento giratorio alternativo, de una parte de una máquina a otra donde se requiere reducir o incrementar las revoluciones de un eje. Los engranajes son los más durables y resistentes de todos los transmisores mecánicos. Por esta razón se utilizan engranajes en lugar de bandas o cadenas en transmisiones automotrices y en la mayoría de transmisiones de máquinas para trabajo pesado. CLASES DE ENGRANAJES: Existen muchas clases de engranajes, y se pueden agrupar de acuerdo con la posición de los ejes que conectan. Así tenemos: 1. Engranajes que conectan ejes paralelos Pueden ser : Engranajes cilíndricos de dientes rectos Engranajes cilíndricos de dientes helicoidales . Engranajes externos . Engranajes internos . Engranajes que conectan ejes cuyas líneas de intersecan. Engranajes cónicos centro se .2. Engranajes que conectan ejes que no se intersecan.3. Engranajes de tornillo sin fin . se utilizan engranajes para transmitir movimiento y potencia a velocidad angular constante. y que cruza. . Todo engranaje de dientes en involuta tiene solo un círculo base del cual se generan todas las superficies de involuta de sus dientes. La involuta se describe como la curva trazada por un punto sobre una cuerda tensa que se desenrolla de un círculo. Éste se llama círculo base. La forma específica del engranaje que produce mejor esta velocidad angular constante es la involuta.ENGRANAJES CILINDRICOS RECTOS: Las proporciones de los engranajes rectos y la configuración de sus dientes son estandarizadas. Este círculo base no es una parte física del engranaje y no puede ser medido directamente. Esta se conoce como línea de acción. los dos círculos base. El contacto entre involutas conjugadas ocurre a lo largo de una línea que siempre es tangente a. . Representación del desplazamiento punto de Engranaje en un engranaje recto del . 5° se ha utilizado por muchos años y continúa siendo útil para duplicación o reemplazo del engranaje. Los engranajes con ángulo de presión de 20° deben tener un mínimo de 13 dientes con.5° deben tener un mínimo de 16 dientes con. Los ángulos estándar de 20° y 25° han llegado a ser la norma para engranajes nuevos por sus características de funcionamiento silencioso y uniforme. por lo menos. 26 dientes en un par conjugado . capacidad de transporte de carga y el menor número de dientes afectados por corte sesgado. Los engranajes rectos estándar con ángulo de presión de 14. por lo menos 40 dientes en el par conjugado.El ángulo de presión de 14. en su lugar. En los dibujos de trabajo normalmente no se muestran los dientes de un engranaje. En cambio en los dibujos de presentación si se requiere que se muestren los dientes para ello se utilizan métodos aproximados.Dibujo de dientes de engranaje. se representan mediante líneas continuas. . punteadas u ocultas. no son complicados. Una vista de corte es suficiente a menos que se requiera una vista frontal para mostrar detalles del alma o brazos. no es necesario mostrarlos en vista frontal. Los dibujos de trabajo de engranajes. .Dibujo de trabajo de engranajes rectos. los que normalmente se fresan con modelos de forma apropiada. Como a los dientes se les da forma mediante fresadoras. . . 400 . DATOS DE FRESADO NUMERO DE DIENTES DIAMETRO DE PASO 30 6.0 PASO DIAMETRAL ANGULO DE PRESION 5 25° PROFUNDIDAD TOTAL .431 ALTURA DIENTES DESDE CUERDA .204 ESPESOR RECTILINEO DE DIENTE .314 PROFUNDIDAD DE TRABAJO .Las dimensiones del engranaje no terminado se muestran en el dibujo y la información de sus dientes se da en una tabla.300 ESPESOR CIRCULAR . 5. 9. Para engranajes en pulgadas se utiliza el término paso diametral en vez de módulo. 12 y 16 . 4. Módulo = MDL = PD N Los módulos estándar para engranajes métricos son 0. 1. 10.Terminología de engranajes y fórmulas. 7. El paso diametral es la relación del número de dientes a una longitud unitaria de diámetro de paso. 3.25.25. 6. Paso diametral = DP = N PD Módulo es el término utilizado en engranajes métricos. 8. 1.8. 1. Es la longitud del diámetro de paso por diente medido en milímetros. 2. 8. 1. El paso diametral es la relación del número de dientes a una longitud unitaria de diámetro de paso. 4.25. Módulo = MDL = PD N Los módulos estándar para engranajes métricos son 0.Para engranajes en pulgadas se utiliza el término paso diametral en vez de módulo.8. 1. 6.25. 12 y 16 . 7.5. Paso diametral = DP = N PD Módulo es el término utilizado en engranajes métricos. Es la longitud del diámetro de paso por diente medido en milímetros. 2. 3. 1. 10. 9. 314 MDL .Diámetro de paso : Diámetro de un círculo imaginario en el cuál se diseñan los dientes de un engranaje. DED = 1. PD = MDL x N Número de dientes: Número de dientes del engranaje N = DP / MDL Altura de cabeza: Distancia radial del círculo de paso a la parte superior del diente. ADD = MDL Altura de pie : Distancia radial del círculo de paso a la parte inferior del diente.157 x MDL Diámetro externo : Diámetro total del engranaje OD = PD x 2 MDL Diámetro interno : Diámetro en la parte inferior del diente RD = PD – 2. . 18 trabaja con un engranaje de 96 dientes. Encuentre la distancia entre centros. . Distancia entre centros: La distancia entre centros de los dos centros de eje se determina sumando el diámetro de paso de los dos engranajes y dividiendo la suma entre 2.Cálculo de engranajes rectos. Ejemplo 1: Un piñon de 24 dientes y módulo de 3. Relación : Se obtiene dividiendo el valor más grande entre el valor más pequeño correspondiente. La relación de engranes es una relación entre: • Revoluciones por minuto de los engranajes Ejemplo : Un engranaje gira a 90 r/min y el piñon a 360 rpm • Número de dientes de los engranes Ejemplo : Un engranaje tiene 72 dientes y el piñon 18 • Diámetro de paso de los engranes Ejemplo : un engranaje con diámetro de paso de 8.500 in se endenta con un piñon cuyo diámetro de paso es de 2. .125 in. Las capacidades dadas (o calculadas) deberán ser satisfactorias para engranajes utilizados en condiciones normales de funcionamiento. Se pueden utilizar para determinar el paso diametral o módulo aproximado de un piñon de acero de 16 ó 20 dientes que soportará la potencia (kilowatts) requeridos a la velocidad deseada. es decir cuando están apropiadamente montados y lubricados y soportan una carga uniforme (sin choques) durante 8 a 10 horas al día.Capacidad de transmisión de potencia para engranajes rectos. La intersección de las líneas que representan valores de revoluciones por minuto y potencia (kilowatts) indica el paso diametral aproximado del engranaje (módulo) requerido . En la presente tabla (basada en la gráfica de Lewis) indica la potencia (kilowatts) de engranajes rectos de acero de 16 y 20 dientes de varios tamaños que funcionan a varias velocidades. Selección de transmisión de engranajes rectos •Determine la clase de servicio •Multiplicar la potencia (kilowatts) requeridos para el uso por el factor de servicio. •Seleccione el piñon de engranaje recto con una capacidad de catálogo igual a mayor que la potencia (kilowatts) determinados en el paso 2. •Seleccione el engranaje recto impulsado con una capacidad de catálogo igual a mayor que la potencia (kilowatts) determinados en el paso 2. . trabajo limitado. con carga uniforme (sin choque) 0.2 Clase IV Trabajo intermitente. no más de 30 min por hora con carga uniforme (sin choque) 0.7 Clase V Operación manual.3 .TABLA DE FACTOR Y CLASE DE SERVICIOS DE ENGRANAJES RECTOS CLASE DE SERVICIO CONDICIONES DE OPERACION FACTOR DE SERVICIO Clase I 8 a 10 horas continuas por turno de trabajo con carga uniforme (sin choque) 1.5 Clase III 1. con carga uniforme u 8 a 10 horas al día con choque moderado 24 horas continúas de trabajo con choque de carga moderado 1.0 Clase II 24 horas de trabajo continúo. Factor se servicio = 1 Ejemplo 2 Un motor de 900 r/m y 7.5° a una punzonadora que funciona 24 horas continuas de trabajo con choque de carga moderado.5 kw se conecta por medio de engranajes rectos de 14. Seleccione un engranaje y piñon. La reducción de revoluciones por minuto es 4:1.Ejemplo 1 Seleccione un par de engranajes rectos de 20° que impulsen una máquina a 150 r/min. Tamaño del motor propulsado = 25 kw 600 r/min. . automotores. empleados. de alimentación. Toda esta gran variedad de aplicaciones del engranaje puede decirse que tiene por única finalidad la transmisión de la rotación o giro de un eje a otro distinto. por ejemplo. Los encontramos en las centrales de producción de energía eléctrica. reduciendo o aumentando la velocidad del primero. en la industria siderúrgica: laminadores. constituyendo los llamados “reductores o multiplicadores de velocidad” y los “cambios de velocidades”. máquinas-herramientas. camiones. en el accionamiento de los hornos y molinos de las fábricas de cemento. fábricas de cemento. desde los más pequeños usados en relojería e instrumentos científicos (se alcanza el módulo 0. transporte marítimo en toques de todas clases. montacargas. Una variedad muy interesante de todos estos mecanismos la constituyen los llamados “trenes epicicloidales” y los “diferenciales”. en las reducciones de velocidad de las turbinas de vapor de los buques. aviones. minas y astilleros.05) a los de grandes dimensiones. transportadores. etc.APLICACIÓN DE LOS ENGRANAJES Existe una gran variedad de formas y tamaños de engranajes. industria química y farmacéutica. hasta los más simples mo vimientos de accionamiento manual. El campo de aplicación de los engranajes es prácticamente ilimitado. etc.. hidroeléctrica y en los elementos de transporte terrestre: locomotoras. maquinaria textil. automóviles. . de vestir y calzar.. etc. grúas. CAJA DE VELOCIDADES . . Combinaciones comunes son acero y hierro fundido. El piñon se fabrica con un material más fuerte por que sus dientes entran en contacto más veces que los del engrane.MATERIALES PARA FABRICAR ENGRANAJES Normalmente se utiliza hierro fundido para engranajes grandes y pequeños que no se someten a trabajo pesado. y acero y bronce. . Con frecuencia un engranaje y piñon se fabrican con diferentes materiales por eficiencia y durabilidad.