2.3. Transmisión por engranajes.
Estos mecanismos presentan numerosas ventajas respecto a las correas y poleas, aunque también algunos inconvenientes.
AV - Reflexión
Reflexiona sobre el por qué de estas ventajas e inconvenientes. Por ejemplo, ¿por qué ocupan menos espacio, o por qué son más costosos?
Actividad
Respecto a relación de transmisión y velocidades en el movimiento, son válidas las fórmulas que hemos estado considerando hasta ahora, referidas al número de dientes de los engranajes.
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También puede darse el caso de transmisión por engranajes interiores, como son los engranajes planetarios o epicicloidales, que permiten hacer varias desmultiplicaciones con un solo juego de engranajes.
Están formado por cuatro elementos: planeta, satélites, portasatélites y corona.
Entre sus diversos usos destaca el diferencial de casi todos los coches de motor y cambio transversal; también es el engranaje común en las cajas de cambio automáticas con convertidor hidráulico de par. En el vídeo siguiente vemos cómo funciona un planetario.
Según la forma de los dientes y del engranaje, éstos pueden ser:
Engranajes rectos
Se utilizan en transmisiones de ejes paralelos. Son uno de los mecanismos más utilizados, y se encuentran en cualquier tipo de máquina: relojes, juguetes, máquinas herramientas, etc.
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| Imagen de JOe deSousa en Wikimedia.Licencia CC |
Sus dientes están dispuestos siguiendo la trayectoria de hélices paralelas alrededor de un cilindro.
Pueden transmitir movimiento (potencia) entre ejes paralelos o entre ejes que se cruzan en cualquier dirección (incluso perpendiculares).
Debido a su forma geométrica, su construcción resulta más cara que los anteriores y se utiliza en aplicaciones específicas tales como cajas de cambios, cadenas cinemáticas, máquinas herramientas…
Este sistema de engrane de los dientes proporciona una marcha más suave que la de los engranajes rectos, ya que en el mismo instante hay varios pares de dientes en contacto, lo cual hace que se trate de un sistema más silencioso, con una transmisión de fuerza y de movimiento más uniforme y segura.
Engranajes cónicos
Se emplean para transmitir movimiento entre ejes perpendiculares, o para ejes con ángulos distintos a 90 grados.
Se trata de ruedas dentadas en forma de tronco de cono, y pueden ser rectos o curvos (hipoides), siendo estos últimos muy utilizados en sistemas de transmisión para automóviles.
En este mecanismo la transmisión se realiza entre más de dos ejes simultáneamente, para lo que es necesario que en cada eje intermedio vayan montadas dos ruedas dentadas (Z2 y z2). Una de ellas engrana con la rueda motriz, que es la que proporciona el movimiento, y la otra conecta con el eje siguiente al que conduce.
Las velocidad del engranaje de salida, así como la relación de transmisión del sistema se calculará con las expresiones de las transmisiones simples, pero considerando todas las ruedas de entrada y todas las ruedas de salida.
AV - Pregunta de Selección Múltiple
Solution
Solution
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Ejemplo o ejercicio resuelto
Un motor gira a una velocidad de 2500 rpm y se quiere reducir su velocidad de giro hasta 200 rpm. Para ello se monta un tren de engranajes, que tendrán dos piñones de 10 y 20 dientes respectivamente.
Determina el número de dientes de las ruedas conducidas, si ambas deben ser iguales.
Ejemplo o ejercicio resuelto
Un tren de engranajes está formado por tres engranajes de forma consecutiva. El primero tiene 90 dientes; el segundo, 274 dientes, y el tercero, 180 dientes.
Si el primero gira a 400 r.p.m. ¿cuál será la velocidad de giro del tercero?
Ejemplo o ejercicio resuelto
Un mecanismo reductor de velocidad está accionado por un motor que gira a 2000 rpm está formado por tres escalonamientos de engranajes; el primero es de 15/45 dientes, el segundo 20/40 y el tercero de 10/30.
Calcula la relación de transmisión.
Calcula la velocidad del eje de salida.