Repblica Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para Educacin Universitaria, Ciencia y Tecnologa
Universidad Nacional Experimental Politcnica Antonio Jos de Sucre
Departamento de Ingeniera Mecnica
Barquisimeto, estado Lara
Engranes Diversos
Integrantes
Abrahan Pacheco C.I 21.023.331
Henry Mendoza C.I 20.350.378
Juan Rodrguez C.I 17.574.281
Introduccin
Los engranes, y en consecuencia, los trenes de engranajes, son fundamentales en la
transmisin de potencia en las diferentes mquinas; por lo tanto, es necesario que el
diseo de estos sea ideal para que garantice el correcto funcionamiento de las mquinas.
Dado la complejidad de los factores que afectan el desempeo de los engranes, a travs
del tiempo se ha perfeccionado los anlisis que determinan resultados cada vez ms
precisos en cuanto a la resistencia de los engranes y los esfuerzos que estos soportan.
Las ecuaciones de esfuerzo y resistencia AGMA, garantizan un estudio conciso para el
diseo de engranes y trenes de engranajes, tomando en cuenta todas las consideraciones
del trabajo de estos y las caractersticas principales de stos; as, podemos obtener
resultados confiables para la toma de decisiones en la aceptacin en los diseos, la
construccin y/o elaboracin de los engranes. Por ello, el trabajo a continuacin redacta
los conceptos fundamentales sobre engranes cnicos y tornillos sinfn, y los clculos
que se deben realizar para establecer un anlisis a travs de las ecuaciones de esfuerzo
y resistencia AGMA.
ENGRANES CNICOS RECTOS
Presentan dientes rectos formados en superficies cnicas, se emplean sobre todo para
transmitir potencia entre ejes que se intersecan.
ENGRANES CNICOS CON ESPIRAL
Se cortan de manera que el diente no sea recto, sino que forme un arco circular. Cuando
los ejes estn desplazados y no se intersecan, se le llama engranes hipoides.
TORNILLO SINFN
El tornillo sinfn es un mecanismo de transmisin circular compuesto por dos
elementos: el tornillo (sinfn), que acta como elemento de entrada y la rueda dentada,
que acta como elemento de salida. La rosca del tornillo engrana con la rosca de la
rueda de modo que los ejes de trasmisin de ambos son perpendiculares entre s.
CARACTERSTICAS DEL ENGRANE CNICO RECTO
-Crculo de paso: Es un crculo terico en el que se basan los clculos generales de los
engranes. Los crculos de paso de un par de engranes acoplados son tangentes entre s.
-Paso circular: Es la distancia, medida sobre el crculo de paso, desde un punto en un
diente a un punto correspondiente en un diente adyacente; de modo que el paso circular
es igual a la suma del espesor del diente y del ancho del espacio.
-Mdulo: Representa la relacin del dimetro de paso con el nmero de dientes.
-Paso diametral: Es la relacin del nmero de dientes del engranes respecto al dimtro
de paso. Es el recproco del mdulo.
-Cabeza: Es la distancia radial entre la cresta y el crculo de paso.
-Raz: Es la distancia desde el fondo hasta el crculo de paso.
Los ngulos de paso se definen por los conos de paso que se unen en el pice y estn
relacionados con el nmero de dientes por medio de:
CARACTERSTICAS DEL ENGRANE CNICO CON ESPIRAL
En este tipo de engranes, notemos que el concepto de paso permanece, al igual que el
de cabeza, raz, modulo, dimetro de paso, paso diametral; lo que cambiara sera la
manera en obtener los valores correspondientes a la cara de avance y al paso. Ntese
tambin la forma en que puede variar la disposicin del eje respecto a la corona.
CARACTERSTICAS DE LOS TORNILLOS SINFN
El sinfn y la corona de un juego tienen el mismo sentido de la hlice como en los
engranes helicoidales cruzados, pero los ngulos de las hlices suelen ser muy
diferentes. El ngulo de la hlice en el tornillo sinfn, por lo general, es muy grande y
el de la rueda helicoidal muy pequeo. Ambos ngulos resultan iguales para un ngulo
entre ejes de 90.
Al especificar el paso de engranajes sinfn, se acostumbra expresar el paso axial px del
sinfn y el paso transversal pt que es el paso circular de la corona acoplada. De manera similar a los ngulos, estos pasos son iguales si el ngulo entre ejes es de 90.
El dimetro de la corona (dG) viene dado por:
El dimetro del tornillo sinfn (dW) viene por:
Donde C es la distancia entre centros
El avance (L) y en ngulo de avance del sinfn presentan las siguientes relaciones:
ANLISIS DE FUERZAS EN ENGRANES CNICOS
Las fuerzas que actan en el centro del diente se muestran en la figura. La fuerza
resultante W tiene tres componentes: una fuerza tangencial WT , una fuerza radial WR,
y una fuerza axial WA, por trigonometra tenemos:
Donde T es el par torsor y rprom es el punto medio del diente del engrane en
consideracin.
ANLISIS DE FUERZAS TORNILLOS SINFN
Si se ignora la friccin , la nica fuerza que ejerce el engrane ser la fuerza W, la cual
tiene tres componentes ortogonales WX, WY y WZ, as obtenemos
Ahora bien, el movimiento relativo entre dientes del sinfn y la corona es deslizamiento
puro (y no rodamiento puro) , y por tanto, cabe esperar que haya friccin y que est
tenga una consideracin importante en el desempeo del sinfn. Por tanto, considerando
la friccin encontramos:
NORMAS ESTANDAR PARA EL DISEO DE ENGRANES
Un sistema de dientes es una norma que especifica las relaciones que implica la cabeza,
la raz, la profundidad de trabajo, el espesor el diente y el ngulo de presin. Las normas
surgen para posibilitar e intercambio de engranes con cualquier nmero de dientes,
pero con el mismo ngulo de presin y paso.
Para tamaos de dientes, de uso general encontramos:
Para engranes cnicos rectos, a 20 de presin:
Para tornillos sinfn, se manejan los siguientes ngulos de avance y profundidades de
dientes
ESFUERZOS Y RESISTENCIAS EN ENGRANES CNICOS RECTOS
(ECUACIONES AGMA)
Todos los factores contenidos en las ecuaciones anteriores se obtienen de la siguiente
manera
FACTOR DE SOBRECARGA KO (KA)
FACTOR DINMICO KV
FACTOR DE GEOMETRA DE RESISTENCIA A LA PICADURA I (ZI)
FACTOR DE GEOMETRA DE RESISTENCIA A LA FLEXIN J (YJ)
FACTOR DE CICLOS DE ESFUERZO DE RESIST. DE PICADURA CL (ZNT)
FACTOR DE CICLOS DE ESFUERZO DE RESIST. A LA FLEXIN KL (YNT)
FACTOR DE RELACIN DE DUREZA CH (ZW) (PARA LA CORONA)
FACTOR DE RELACIN DE DUREZA CH (ZW) (PARA EL PIN)
NMERO DE ESFUERZO PERMISIBLE POR CONTACTO
NM ERO DE ESFUERZO PERMISIBLE POR FLEXIN