¿Qué es un engrane?
Un engrane es prácticamente una rueda dentada que se utiliza para la transmisión de movimientos mecánicos, por lo regular se utilizan para transmitir el movimiento circular de un eje hacia otro, ya sea que se encuentren en diferente lugar o posición. Debemos de tener en cuenta que un engrane transmite el movimiento en sentido opuesto.
Partes y características de un engrane
Al ser un elemento bastante sencillo en cuanto a su construcción se refiere podemos encontrar algunas partes principales.
Tabique o brazos
Son los elementos que se encargan de unir el cubo con la corona, en algunas ocaciones podemos encontrar engranes con el cuerpo completo y en otras ocaciones unas ranuras en el cuerpo.
Corona
Es la circunferencia en donde se encuentran los dientes.
Cubo
Esta parte es el agujero central en donde se coloca un eje para transmitir el movimiento.
Diente
Es la parte que sobre sale de los engranes y puede variar el número, forma y tamaño dependiendo de cada engrane.
También podemos encontrar algunas partes importantes en los dientes como son:
Cresta: Parte exterior del diente
Cara: Parte lateral superior del diente
Flanco: Parte inferior del diente
Fondo o valle: Es donde inicia el diente
En cuanto a las características de un engrane podemos encontrar una gran variedad, ya que estas datan aspectos importantes para el funcionamiento de estos dispositivos.
Número de dientes: Número de dientes totales que tiene un engrane.
Altura de los dientes: Medida que va desde el fondo hasta la cresta.
Pie del diente: También se le conoce como dedendum y es la parte que esta entre la circunferencia primitiva y la interior.
Cabeza del diente: También se le conoce como adendum y va desde el diámetro de la circunferencia exterior y la primitiva.
Largo del diente: Longitud total del diente.
Diámetro exterior: Circunferencia total que va desde la crestas de los dientes.
Circunferencia primitiva: Circunferencia en la cual los dientes hacen contacto entre si.
Diámetro interior: Circunferencia entre el fondo de los dientes.
Angulo de presión
Paso circular: Distancia que existe desde una parte del diente a la misma parte de otro, para tomar esta medida se toma en cuenta la circunferencia primitiva.
Espesor: Grueso que tiene un engrane.
Izantux [Public domain], via Wikimedia Commons
Tipos de engranes
A pesar de que es un componente muy esencial dentro de toda maquinaria podemos encontrar solo unos pocos tipos. Estos se pueden clasificar principalmente en cilíndricos y cónicos, aun que cada una tiene sus diferentes tipos.
Cilíndricos Rectos
Son los más comunes, se utilizan cuando los ejes son paralelos y cuando se necesitan grandes reducciones, velocidades medias y/o pequeñas.
Cilíndricos Helicoidales
Este tipo de engrane se caracteriza por tener sus dientes inclinados y se utilizan principalmente cuando se necesitan altas velocidades y una potencia alta. Una de sus principales características es que su marcha es más suave y silenciosa comparados con los engranes rectos.
Cilindrico en V
También se les conocen como espina de pescado o doble helicoidal ya que incorporan dos engranes helicoidales colocados opuestamente, algunos pueden llevar una pequeña ranura entre las dos hélices. Estos se utilizan prácticamente para lo mismo que los helicoidales simples con la única diferencia que este tipo de engranaje elimina el empuje axial que se genera en los simples.
Cónicos rectos
Este tipo de engranes permiten transmitir el movimiento entre ejes colocados en ángulos principalmente a 90 grados y se les llama así debido a la construcción en forma de cono de uno de los engranes.
Cónicos Helicoidales
Estos tipos tienen diferente construcción con respecto a los rectos, ya que sus dientes se fabrican inclinados. Estos engranes se utilizan de la misma forma que los helicoidales cilíndricos, para velocidades altas y una potencia mayor y también su marcha es más silenciosa y suave.
Sin fin
Este tipo se caracteriza por trabajar con un tornillo sin fin y una corona en conjunto. Se utilizan principalmente por que trabajan sin vibraciones y tienen una velocidad constante en su salida. Uno de los datos curiosos de este engranaje es que por cada vuelta que da el tornillo solo avanza un diente por vez.
Arthur Clarke at English Wikipedia [Public domain], via Wikimedia Commons
Planetarios
También se le conoce como engrane epicicloidal y se caracteriza por tener un sistema de engranes que giran al rededor de uno central de ahí es que se toma el nombre de planetario ya que el engrane central se le conoce como sol y los que giran al rededor como planetas. Se utiliza principalmente para hacer cambios de velocidad en los sistemas que lo necesiten, como por ejemplo en las transmisiones automáticas automotrices.
Para hacer los cambios de velocidad se tienen tres diferentes funciones.
Anillo exterior fijo: Cuando esta configurado de esta forma la velocidad de salida es menor
Engrane planetario fijo: En este caso la velocidad de salida es mayor
Anillo y engrane móviles: Cuando los dos componentes son móviles se utiliza para invertir el giro de salida (reversa de un automóvil automático)
Cremallera
El funcionamiento de este tipo de engranaje es bastante sencillo de comprender ya que se encarga de transformar de un movimiento angular a uno en linea recta (rectilíneo) o viceversa.
Engranajes cilíndricos de dientes rectos. Generan cargas de reacción radiales en el eje y transmiten la potencia a través de ejes paralelos. Este tipo de engranaje es el más sencillo y suele emplearse para velocidades pequeñas y medias, ya que genera ruido cuando aumenta su velocidad.
Engranajes cilíndricos de dientes helicoidales. El traslado de la potencia se produce del mismo modo que en el anterior tipo de engranaje, pero ahora los ejes pueden ser perpendiculares (sinfín-corona) o paralelos. Su dentado es oblicuo en relación al eje de rotación y trasladan mayor movimiento y a más velocidad que los engranajes cilíndricos rectos. Son más fluidos y silenciosos, pero a cambio requieren un mayor engrase y se desgastan más.
Engranajes doble helicoidales o ‘engranajes de espina’. Combinan la hélice derecha e izquierda. Una rama simétrica genera un empuje opuesto e igual. Eliminan el empuje axial, lo que provoca que cojinetes y apoyos ya no tengan que absorberlo.
Entre los engranajes de ejes paralelos se encuentran los cilíndricos de dientes rectos, de dientes helicoidales y los engranajes doble helicoidales
Engranajes de ejes perpendiculares
Helicoidales cruzados. Realizan un movimiento de cuña o de tornillo, lo que da lugar a un alto grado de deslizamiento en los flancos del diente. De montaje sencillo, deben presentar los mismos pasos diametrales normales para que el engrane sea el adecuado. Pueden ir en el mismo sentido o en el opuesto.
Cónicos de dientes rectos. Poco usados ya, transmiten el movimiento de ejes que se cortan en un mismo plano, habitualmente en ángulo recto, por medio de superficies cónicas dentadas. Los dientes convergen en la intersección de los ejes. Suelen usarse para aminorar la velocidad con ejes colocados en posición de 90 grados y son ruidosos.
Cónicos de dientes helicoidales. Su superficie de contacto es más grande en comparación con la de los engranajes cónicos de dientes rectos. Pueden transmitir el movimiento de ejes que se corten y se usan para rebajar la velocidad en ejes de 90 grados.
Cónicos hipoides. Su piñón de ataque está descentrado en relación con el eje de la corona. Destacan por su larga vida útil y el escaso ruido que generan, aunque requieren aceites de extrema presión. Se emplean en embarcaciones y máquinas industriales.
Helicoidales de rueda y tornillo sinfín. Cuentan con un tornillo sinfín, que funciona como conductor, y una corona, conducida por este. El tornillo mueve la corona con su giro. Aunque su ángulo entre ejes más común es de 90 grados, puede se diferente.
Comentarios
Publicar un comentario