Principios Fundamentales de Engranajes y Transmisión Mecánica

Ley de Engrane

La relación de transmisión de un engranaje debe ser constante. Para ello, se deben mantener constantes los radios primitivos de las ruedas dentadas. Para que se mantengan constantes, el Centro Instantáneo de Rotación (CIR) relativo a las dos ruedas (punto I) debe mantenerse fijo. Según el Teorema de los Tres Centros, si tenemos tres eslabones, los centros relativos entre ellos están en línea recta. Por tanto, el CIR estará en la recta de unión de los centros de las ruedas. Cuando se tiene transmisión de movimiento por contacto directo con deslizamiento, el CI relativo a esos eslabones se encuentra en la perpendicular a la tangente común a las dos superficies en el punto de contacto. Así, deducimos que cuando la perpendicular trazada a la tangente de los perfiles de los dientes en el punto de contacto corta a la recta de unión de centros en un punto fijo, se cumple la Ley de Engrane.

Línea de Acción o Empuje y Ángulo de Presión

La línea de acción o línea de empuje es la dirección de las fuerzas que se transmiten entre las dos ruedas dentadas que forman el engranaje. Si no se tiene en cuenta el rozamiento, estas fuerzas serán perpendiculares a la tangente a los perfiles de los dientes en el punto de contacto y, si se cumple la Ley de Engrane, pasarán por el CIR. El ángulo de presión (φ) es el formado por la línea de acción o empuje y la tangente común a los axoides en el punto I, que es el CIR.

Coeficiente de Recubrimiento

Indica el número de dientes de una rueda dentada que, por término medio, están engranando a la vez con dientes de la otra rueda. Debe ser mayor de 1, lo que garantiza que antes de que un diente deje de engranar, el siguiente comience a hacerlo, asegurando así una transmisión continua y suave.

Interferencia y Socavación

Cuando una rueda tiene pocos dientes, la distancia entre la circunferencia primitiva y la circunferencia de base se hace muy pequeña, pudiendo la cabeza de la otra rueda penetrar por debajo de la circunferencia de base de la rueda pequeña. Aunque la circunferencia de cabeza de una rueda penetre por debajo de la circunferencia de base de otra rueda, no habrá problemas de interferencia y socavación siempre que el radio mínimo de la zona activa sea mayor que el radio de base. El problema aparecerá cuando el contacto se produzca por debajo de la circunferencia de base.

Tipos de Engranajes

Engranajes Cilíndricos

Transmiten movimiento entre ejes paralelos.

• Exteriores
• Interiores
• Rectos
• Helicoidales

Engranajes Cónicos

Transmiten movimiento entre ejes que se cortan (con ángulos de intersección menores, iguales o mayores a 90º). En algunos casos, el axoide de la rueda mayor puede ser un plano; en otros, el axoide de la rueda mayor puede ser un cono interior.

Engranajes Hiperbólicos

Transmiten movimiento entre ejes que se cruzan.