2.3. TRANSMISIÓN POR ENGRANAJES:


Una transmisión por engranajes está formada por el acoplamiento de dos ruedas dentadas, una motriz y otra conducida, que, al introducir los dientes de una en los huecos de la contraria y producirse el giro de la rueda motora, arrastra a la conducida diente a diente.
A efectos cinemáticos, este movimiento puede considerarse como el efectuado por las ruedas de fricción cuya suma de radios coincide con la separación entre los ejes de giro de los engranajes.

Transmisión por engranajes.

Es el sistema de transmisión más utilizado, tanto para árboles paralelos como para cruzados o que se cortan, y sirven para una gama de relaciones de transmisión, potencias y velocidades tangenciales del diseño industrial.
Se caracterizan por una transmisión de fuerza sin deslizamiento, independiente de la potencia transmitida, además de ser sistemas muy seguros de bajo mantenimiento y alto rendimiento.
Como contrapartida, son transmisiones costosas, muy rígidas y de alto ruido.
En los engranajes se deben diferenciar las siguientes partes, que definen al propio engranaje y al diente:

Diferentes partes de los engranajes y de los dientes.

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Para la definición de un sistema de engranajes, se define un parámetro, denominado módulo, que en síntesis es lo siguiente:

m = d / z

m = diámetro c. primitiva / núm. de dientes

Módulo de un sistema de engranajes.

PROBLEMA

Las dimensiones de los dientes se establecen, normalmente, siguiendo el convenio internacionalmente aceptado de Brown-Sharpe.

Para que dos engranajes puedan acoplarse es preciso que las dos ruedas posean el mismo módulo y éstos están normalizados, de forma que solamente se fabrican engranajes que tienen los módulos reflejados en la siguiente tabla:

Módulos
pequeños
Módulos
normales
Módulos
grandes
1; 1,25; 1,5
2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8
10; 11; 16; 20; 25; 32; 40; 50



Los aquí citados han de entenderse como los módulos normalizados, pero no quiere decir que no se construyan módulos menores, por ejemplo en la industria relojera, o mayores, como en la industria naval.
En la práctica, no se toman curvas arbitrarias para formar el perfil de los dientes pues daría infinidad de tipos. Solamente se emplean aquellas formas resultantes de una generación geométrica sencilla y fácil de ejecutar técnicamente.
Estas curvas son las llamadas cíclicas y dependiendo de si la línea de engrane entre las dos ruedas es un círculo o una recta se llaman cicloide o evolvente.
Así según las definiciones de las curvas podemos distinguir entre:

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Las técnicas para confeccionar los engranajes son muy variadas y van desde el tallado por mecanizado. que es el método más empleado (fresado o mortajado), moldeo o forja, aunque estos métodos ofrecen poca precisión y en la mayoría de las ocasiones se precisa un tratamiento mecánico posterior.

En lo referente a los materiales más comunes para la confección de ruedas dentadas, se emplea con mucha frecuencia la fundición gris, que es un material de fácil mecanizado, con suficiente dureza y elevadas propiedades para la rodadura del engrane.
También se emplea el acero fundido, que es más ligero que la fundición gris, pero presenta el problema de que a elevadas velocidades tiene tendencia a "cantar".

Esquema de la solicitación a la que está sometido un diente.

Otros materiales empleados son el acero laminado, el acero forjado y los materiales sinterizados, que son más silenciosos que los anteriores pero admiten menores solicitaciones.
Cuando las cargas en servicio a las que van a ser sometidos los engranajes son muy elevadas, se construyen ruedas con un cuerpo de fundición gris o de acero fundido a las que se rodea con una corona de acero templado con los dientes tallados en ella.

PROBLEMA

Accionamiento y regulación de máquinas