Engranajes de dientes en v

Cuando hablamos de engranaje normalmente no estamos refiriendo a rueda dentada pero lo que verdaderamente recibe el nombre de engranaje la uníón de como mínimo dos ruedas que formaliza una transmisión de movimiento.
En un engranaje una de las dos ruedas tiene un tamaño menor que la otra la pequeña se conoce con el nombre de piñón y la otra simplemente se denomina rueda.

 constitución de las ruedas 

En la rueda dentada podemos distinguir tres partes:

• Cubo: es el agujero o zona donde se asienta aleje que suspenderá la rueda dentada.

•  El cuerpo: es la porción de material que une el cubo con la corona. Si las ruedas son pequeñas, este cuerpo es macizo. Por lo contrario cuando aumenta su tamaño, se suele realizar de fundición con agujeros que eliminen parte de su masa o nervios: realiza la misma función y logra una reducción del peso

• La corona: es la parte más importante de los engranajes, corresponde a su superficie perimetral y es donde se encuentran tallado los dientes

tipos de ruedas

Engranaje de dientes rectos, engranaje de dientes helicoidales, engranajes cónico,  cremalleras, engranajes de tornillo sin fin y engranajes con dentado interior.

2 ruedas dentadas

Ruedas de diente rectos

Son aquellas rueda cuyo diente se tallan de forma paralela a la generatriz de la rueda. Podríamos decir que son  de fácil mecanización y por lo tanto más económicas que el resto además permiten el cambio directo entre ellas cuando van montadas en caja de velocidades o mecanismos similares. Sin embargo genera un ruido considerable y las potencias que son capaces de transmitir oralmente son medias.

elementos y dimensiones de ls ruedas de dientes rectos 

Se entienden como los saliente de una rueda que se van introduciendo paulatinamente en los vanos de la otra. La letra que indica su número es la Z

Circunferencia primitiva Es el diámetro donde entra en contacto los dientes de los engranajes y dónde se realiza la transmisión del movimiento.  este diámetro teórico es de suma importancia,  ya que esa zona de contacto es una de las más relevantes de la rueda dentada.  normalmente el diámetro primitivo se designa con la letra “dp”   y la longitud de la circunferencia primitiva por “L”

Paso circular Es la longitud del arco de la circunferencia primitiva entre dos puntos iguales de los dientes consecutivo.  para que dos ruedas puedan engranar entre si,  es condición indispensable que tengan el mismo paso. Todas las demás dimensiones de rueda estarán en función del paso

Modulo Podemos definirlo como la relación entre el diámetro primitivo y el numero de dientes de las ruedas. Picor al milímetro este valor del módulo deberá ser el mismo en la rueda que engranan entre si con el fin de evitar una manifestación de módulo y por lo tanto de rueda se han unificado estos a unos valores normalizados.

perfiles de los dientes Para lograr una transmisión del movimiento entre dos ruedas los dientes sean de tocar entre si de manera que generen una fuerza entre ellos y el movimiento pueda transmitirse uniformemente de una otra. Para que se puede formalizar esta transición de movimiento el perfil de los dientes pues era la forma de la envolvente de un círculo en algún caso particular podremos ver perfiles con forma  hipocicloide o cicloide pero no es muy común. La envolvente en un círculo se podrá definir como la curva que genera el extremo de un hilo cuando lo desarrollamos con tensión continua de una base circular fija.

Otro factor importante en el perfil del diente es el ángulo de presión “alfa” se puede aplicar de dos formas distintas:

1. Lo que forma la línea tangente al punto de contacto de los dientes de los engranajes, con la línea que une los centros de las ruedas.  este punto de contacto,  lógicamente,  estará en la circunferencia primitiva.

2.  es el ángulo formado por la dirección de la presión que se genera al entrar en contacto los dientes con la línea tangente al punto de contacto de las dos circunferencias primitiva.  esta da el nombre al Ángulo que designa.

El valor de este ángulo suele ser de 20 grados llevo una constante al ir girando las ruedas debido al perfil envolvente que poseen los dientes. 

circunferencia de base Se define como la circunferencia de partida para la realización de la envolvente que generará el diente.  su diámetro recibe el nombre de diámetro de base.

paso base Es la longitud del arco de la circunferencia base entre dos puntos iguales de dientes consecutivo tiene gran importancia sobre todo para la verificación de las rueda

Cabeza del diente y piel el diente Vamos a estudiar los dientes de los en dos partes cabeza y pie

Cabeza del diente:  es la parte comprendida entre la circunferencia primitiva y el exterior de la rueda. El valor de la cabeza del diente es igual al módulo de la rueda.

Pierde el diente:  es la zona comprendida en casa la base del  diente.  su valor es de un está con 25 módulos. La zona comprendida entre la circunferencia Base y la primitiva se considera zona funcional del engranaje .El resto del pie tiene la función de evitar Que en los engranajes los dientes de una rueda toquen con el fondo del vano de la otra.

juegos de dientes : En realidad,  nos hacen exactamente igual el espesor del diente que el del vano.  la razón fundamental es que siempre existen errores en la fabricación de las ruedas y , por pequeño que estos sean,  causarían problemas en el funcionamiento.  debido a esto, suele realizarse ligeramente mayor el vano, de forma que se genere un pequeño juego u holgura entre los flancos de los dientes que no transmiten presión.

longitud del diente : Está longitud y el material con el que está realizada la rueda dentada,  determinarán la potencia de transmisión.  Cuanto mayor sea,  más Solidez presentará el engranaje . Normalmente,  encontraremos unas longitudes aproximadamente igual a 10 módulos.

circunferencia exterior: Su propio nombre indica su medida,  ya que es la circunferencia más exterior de la rueda,  es decir,  dónde terminan sus dientes. 

circunferencia  interior : Conferencia dónde termina el taller de los dientes,  esto es ,  donde finalmente está unido al cuerpo de la rueda. 

Distancia entre centros : Para que una pareja de ruedas ahora contacto en la zona correspondiente al diámetro primitivo, la distancia que separa sus centro estará correctamente determinada.  cuando la rueda esté muy apretada por tener una distancia entre centro menor de lo aconsejado,  el conjunto producirá un ruido excesivo y los dientes se deteriorará prematuramente.  si por el contrario está distancia es mayor de lo normal,  solo entrará en contacto los extremos de los dientes,  pudiendo producir rotura en la cresta de los mismos.

sentido de giro de rueda : Cuando mediante dos ruedas dentadas se transmite al movimiento entre dos ejes paralelos,  obtendrás sentidos de giro inverso. Si necesitamos que ambos ejes tengan el mismo movimiento deberemos introducir un piñón intermedio conocido habitualmente como rueda parásita. Su única función es la de invertir la rotación,  no afectando para nada en la relación de transmisión y potencia. 

Resultado sencillo para determinar las carácterísticas de un engranaje:

• Número de dientes que posee:  lógicamente,  con una inspección visual determinamos su número

•  el módulo de la rueda dentada:  para averiguar  este dato,  el diámetro exterior de la rueda

•  el ángulo de presión :   el método más sencillo es utilizar una plantilla que,  al ser colocada sobre el diente,  nos confirma el  perfil y,  por lo tanto,  el ángulo de presión.  en ocasiones emplea una fresa de tallar ruedas  que se corresponda con el número de dientes de la rueda a comprobar.

3 Ruedas dentadas de dientes helicoidales

La forma de su diente dibuja una hélice.  cuando se realiza el engranaje hay más superficie de contacto entre dientes,  lo que favorece la transmisión de grandes potencias.  su forma de trabajo es más silenciosa que la de dientes rectos.  debido a esta carácterística se emplea habitualmente en maquinaria muy diversa.  en la transmisión generada por su dientes,  aparecen fuerzas axiales,  qué serán absorbidas por los soportes.  se puede lograr una disminución de estas fuerzas combinando engranajes con sentidos de hélice opuestos.

 la transmisión de movimiento se puede realizar entre ejes paralelos o cruzados,  gracias a las particularidades que ofrece este sistema.

 hay tres tipos distintos de pasos:

 paso normal: Es la distancia entre dos dientes consecutivos tomada de forma alineada con los dientes de la rueda.

 paso circular o aparente:  lo podemos definir como la distancia entre dos puntos iguales de los dientes consecutivos,  medida sobre la circunferencia primitiva y de forma paralela al engranaje.

 paso helicoidal : Si nos fijamos en profundidad,  veremos que una rueda helicoidal no deja de ser un tornillo con muchas entradas.  el avance que tenga ese hipotético tornillo es lo que recibe el nombre de paso helicoidal.

El diámetro primitivo en las ruedas helicoidales proviene del módulo circular

4 engranajes cónicos

Logra muy buenas transmisiones de movimiento entre ejes que se cortan.  la conicidad que ambas rueda presentará tienen que coincidir en un punto o vértice común.  por eso,  este tipo de ruedas van emparejadas,  no pudiendo acoplar un engranaje cónico a otro cualquiera,  a pesar de que ambos posean el mismo dentado, el mismo módulo etc.

 los engranajes cónico  hipoides tienen carácterísticas ligeramente diferentes,  ya que los ejes no se corta si no se cruzan.  sin embargo,  la forma es parecida a las anteriores. 

5 cremalleras

Con estos sistemas se logran transformaciones de movimiento,  pues mediante el giro de un piñón se obtiene un desplazamiento lineal de la cremallera.

6 tornillo sin fin

Estos mecanismo difieren un poco de los vistos hasta el momento, Vamos hablando de un sistema de ruedas helicoidales en el que una tiene muy pocos dientes, uno o 2 dientes.Están compuestos de dos partes:

• Es un tornillo de roscas a derecha o izquierda,  con perfil de diente trapecial y un ángulo que suele oscilar entre 30 y 40 grados

•  una rueda dentada conocida con el nombre del engranaje visinfín 

Los ejes que sujetan estos elementos se encuentran normalmente en una disposición cruzada en ángulo recto.

 tres variaciones:

1. Tornillo sin fin cilíndrico con rueda helicoidal cilíndrica:  presenta una utilización relativa,  ya que la superficie de contacto es pequeña. Debido a esto,  solo se transmiten pequeñas potencias.

2.  tornillo sin fin cilíndrico con rueda helicoidal cóncava: La rueda tiene una Concavidad en sus dientes,  de manera que la hélice del tornillo puede hacer mayor contacto en la rueda.  gracias a su forma,  es capaz de transmitir grandes potencias.  es un sistema muy empleado.

3.  engranaje sinfín globoidal:  es el caso contrario al anterior.  el tornillo es el que adquiere una forma  globoidal para adaptarse a la rueda.  ofrece buenos resultados de funcionamiento,  pero su aplicación es pequeña debido a que su fabricación es muy costosa. 

Funcionamiento:  se puede considerar como un engranaje cuyo número de dientes es igual al número de entradas.  debido a esto,  a cada vuelta del tornillo corresponderá un giro de la rueda,  desplazándose tanto dientes como entradas tenga el tornillo.  posee las carácterísticas de realizar reducciones muy grandes del movimiento según el ángulo de la hélice del tornillo,  el sistema puede ser irreversible:  esto quiere decir que el movimiento solo puede circular en un sentido,  entrando por el tornillo sin fin y saliendo por la rueda.  este es un sistema de seguridad empleado en  los ascensores entre otros mecanismos.

7 ruedas con dentado interior

Una carácterística de este tipo de engranaje es que sus diámetros primitivos son tangentes en la parte interior de una de las ruedas.  dentro de la rueda con dentado interior  deberá ir un piñón de pequeño tamaño,  existiendo como mínimo una diferencia de 25 dientes entre la rueda y el piñón.  de lo contrario,  el funcionamiento no sería correcto, ya que los dientes no engranarían  adecuadamente.