Engranes.

 ¿Qué son los engranes?

Un engranaje es un tipo de mecanismo que tiene dos o más ruedas dentadas, que se utiliza para transmitir potencia mecánica de un componente a otro. Si las dos ruedas son de distinto tamaño, la mayor se denomina corona y la menor piñón. Un engranaje sirve para transmitir movimiento circular mediante el contacto de ruedas dentadas.

Una de las aplicaciones más importantes de los engranajes es la transmisión del movimiento desde el eje de una fuente de energía, como puede ser un motor de combustión interna o un motor eléctrico, hasta otro eje situado a cierta distancia y que ha de realizar un trabajo. De manera que una de las ruedas está conectada por la fuente de energía y es conocida como rueda motriz y la otra está conectada al eje que debe recibir el movimiento del eje motor y que se denomina rueda conducida. Si el sistema está compuesto de más de un par de ruedas dentadas, se denomina tren. La principal ventaja que tienen las transmisiones por engranaje respecto de la transmisión por poleas es que no patinan como las poleas, con lo que se obtiene exactitud en la relación de transmisión.

Clasificaciones. 

Clasificar los engranes se determinará de acuerdo a los ejes de rotación y a los tipos de dentado que tengan, clasificamos algunos engranes como se muestra a continuación:

-Ejes paralelos: 

• 
  Cilíndricos de dientes rectos
• Cilíndricos de dientes helicoidales
• Doble helicoidales

-Ejes perpendiculares:

• Helicoidales cruzados
• Cónicos de dientes rectos
• Cónicos de dientes helicoidales
• De rueda y tornillo sin fin

-En la forma en que transmiten movimiento:

• Transmisión simple
• Transmisión con engranaje loco
• Transmisión compuesta, tren de engranajes

Los engranajes cilíndricos rectos son los más común, se utilizan para velocidades pequeñas y medianas, a grandes velocidades, si no son rectificados, si se les ha corregido el tallado y el ruido que generan dependerá de la velocidad de giro que tengan. Los dientes de un engranaje son los que realizan el esfuerzo de empuje y transmiten potencia desde los ejes motrices a los ejes conducidos.

Funcionamiento de diferentes tipos. 

Dentro de una herramienta puede haber muchos engranajes conectados entre sí, y cada uno con formas y tamaños totalmente diferentes. Sin embargo, el funcionamiento de un engranaje está constituido por tres aspectos básicos:

• Aumento de velocidad: En caso de que dos engranajes se hayan colocado juntos y, el primero esté formado por un número mayor de dientes que el segundo (por lo cual, este debe ser el más grande en cuanto a su tamaño), este último debe moverse mucho más rápido para mantenerse al día. Lo que quiere decir que el segundo engranaje posee un movimiento más acelerado, pero con una fuera menor que la del primero.
• Aumento de fuerza: Por otro lado, si en cambio la segunda rueda es la que posee una cantidad mayor de dientes, esta gira con un movimiento lento pero posee una fuerza mayor. Por lo general, este aspecto del funcionamiento suele estar presente durante los cambios de marchas que se hacen en la bicicleta, en donde hay marchas que se hacen para moverse más rápido en cada pedaleo y otras para transmitir más fuerza y subir cuestas.
• Cambio de dirección: Cuando dos engranajes se colocan juntos, siempre el segundo engranaje se rota en la dirección opuesta del primero. De esta manera, si el primero mantiene un movimiento en el sentido horario, el segundo entonces se rotara en el sentido contrario. Al mismo tiempo, es muy común que se usen engranajes especiales para que en estos casos, la potencia de la máquina se desplace en ángulo. Por ejemplo, cuando se trata de un vehículo, el diferencial (se trata de una caja de engranajes en el medio del eje trasero) usa un engranaje cónico en forma de cono para que la potencia gire en un eje impulsor de 90 grados y así, hacer que se muevan las ruedas traseras. Los engranajes lo que hacen es aumentar la fuerza al mismo tiempo que van disminuyendo la velocidad, también esto puede ocurrir de forma opuesta, pero en estos casos la energía se mantiene constante de acuerdo al principio de conservación de energía.

Partes de los engranajes. 

Un engranaje puede llegar a ser muy complejo, pero los más habituales tienen tres partes bien diferenciadas: El tabique, que a veces aparece en forma de brazos, la corona dentada, que transmite el movimiento y el cubo donde se acopla un eje (de un motor o de otra pieza del mecanismo).

El tabique o brazos de un engranaje

Es la parte del engranaje que se encarga de unir la corona y el cubo, para poder transmitir así el movimiento. Existen multitud de variantes de esta parte, ya que, en función de los requerimientos técnicos se puede hacer un tabique sólido muy resistente pero pesado o unos finos brazos radiales, menos resistentes pero más ligeros. El componente del peso puede ser crucial para no añadir masa innecesaria, ya que al aumentar el peso de un elemento en movimiento estamos aumentando las inercias en nuestro sistema.

Debido a esta necesidad de encontrar engranajes con un tabique apropiado, existen muchas opciones intermedias, con tabiques finos, gruesos, sólidos, agujereados…

El cubo de un engranaje

El cubo es la parte donde se acopla un eje que transmitirá el movimiento. Este eje puede ser de un motor o de otra parte de un mecanismo.

La corona de un engranaje

La corona del engranaje es donde se ubican los dientes, y es la parte del engranaje que definirá en gran medida el comportamiento de este. Tanto su forma como las propiedades de forma y tamaño de los dientes son lo que hace que el engranaje se comporte de una manera u otra.

Dado que las propiedades de la corona en sí están estrechamente relacionadas con cuántos dientes tiene y cómo están dispuestos, veamos primero las partes de un diente en un engranaje.

Partes de un diente

Como puedes ver, el diente tiene las siguientes partes:

• Cresta: Parte exterior del diente
• Cara y flanco: Parte superior e inferior del lateral del diente, que es la superficie de contacto entre dos ruedas cuando engrananan.
• Valle: Parte inferior del diente o zona intermedia entre dos dientes

Geometría de la corona: las circunferencias que la definen

Además, la geometría de la corona se define en función de una serie de circunferencias que dan la forma al engranaje:

• Circunferencia raíz: Marca el valle o fondo de los dientes. Define el diámetro interior de un engranaje
• Circunferencia primitiva: Marca la división entre las dos partes del lateral del diente: la cara y el flanco. Esta es la circunferencia más importante y en función de ella se definen todas las demás. Divide el diente en dos partes, el dedendum y el addendum
• Circunferencia de cabeza: Marca la cresta de los dientes. Es el diámetro exterior del engranaje .

De esta manera nos quedaría el diente dividido en dos partes, el pie y la cabeza

• Pie del diente o dedendum: Zona inferior del diente entre la circunferencia primitiva y la circunferencia raíz
• Cabeza del diente o addendum: Zona superior del diente. Va de la circunferencia primitiva a la circunferencia de cabeza

Volviendo a la corona y en relación a los dientes, los principales parámetros de esta son:

• Número de dientes: Esto definirá la relación de engrane y es uno de los parámetros más relevantes para definir el comportamiento de un engranaje
• Altura del diente: Es la altura total, medida desde el valle hasta la cresta
• Paso circular: Distancia entre una parte del diente y la misma parte del siguiente diente. Marca cuánto de separados están los dientes y está muy relacionado con su número.
• Espesor: El grosor que tiene el engrane.

SU MANTENIMIENTO: 

Los engranajes generalmente fallan debido a problemas normales causados por el uso o por la falta de mantenimiento industrial.

A lo largo de la vida útil de cualquier equipo, los componentes se desgastarán y eventualmente fallarán sin un mantenimiento industrial y reemplazo adecuados. Las siguientes son las razones más comunes por las que los engranajes fallan y también le contamos qué puede hacer para evitarlo.

Desgaste

Este daño es causado por el uso repetido del equipo y en su mayoría es inevitable. Puede reducir el daño causado por el desgaste moderado manteniendo su caja de engranajes suficientemente lubricada. También es beneficioso programar inspecciones regulares para detectar los posibles daños de contacto antes de tiempo. La contaminación del lubricante también puede dar lugar a patrones de contacto que se alteran con respecto al diseño original. Asegúrese de que su lubricante sea de alta calidad y esté limpio.

Desgaste abrasivo

El desgaste abrasivo puede ser encontrado como surcos radiales y otras marcas que identifican el desgaste por contacto. Similar al primer ejemplo, el desgaste abrasivo resulta cuando la lubricación está contaminada. La lubricación causa abrasiones en las superficies de los engranajes, lo que puede resultar en un aumento del ruido, la reducción de la eficiencia e incluso la falla total de la caja de engranajes. Este tipo de daño al engranaje se puede prevenir reemplazando el lubricante y manteniendo el lubricante limpio. Idealmente, debe usar un filtro para atrapar cuerpos extraños como el óxido y otras partículas metálicas antes de que entren en los engranajes y causen fallas.

Corrosión

El desgaste corrosivo es un tipo de proceso de descomposición química que puede causar la falla de los engranajes. Cuando los lubricantes se descomponen, los detritos químicos que permanecen devoran el metal en los engranajes y pueden causar corrosión. El desgaste corrosivo generalmente se presenta como picaduras finas y uniformes en la superficie de un engranaje. La corrosión se puede prevenir mediante el uso de nuevos lubricantes que evitan que el aceite se descomponga.

Desprendimiento

El desprendimiento es un tipo de picadura extrema. Estos son anchos en diámetro y poco profundos. El desprendimiento está presente en áreas de alto contacto dentro del engranaje. Este problema se puede prevenir abordando el problema como se explicó en el punto anterior.

Picadura

Hay dos tipos de problemas de picadura que pueden resultar en fallas en el engranaje. Las picaduras iniciales aparecen como pequeñas picaduras y es una indicación de que los engranajes no encajan bien. Las picaduras destructivas, cuando las picaduras se producen en diámetros grandes, indican un problema con la sobrecarga de la superficie. Ambos tipos de picaduras se pueden prevenir mediante inspecciones regulares y programas de mantenimiento industrial, con el fin de verificar las operaciones de la caja de engranajes.

Rotura

La rotura se produce cuando un diente o dientes del engranaje se separan. Puede encontrar evidencia de rotura en el punto focal del desgaste que resultó en la ruptura. La rotura puede ocurrir debido a un alto esfuerzo, carga excesiva o lubricante insuficiente. Bastará con cambiar el lubricante por uno de mejor calidad y realizar un mantenimiento industrial correctivo.

INTEGRANTES.

+Sherlyn Jolett Ponce Salas. 

+Nadía Rubí Reyes Chavez. 

+Joseph Javier Pachuca Alvarez. 

+Juan Pedro Soto Perez. 

+Diana Citlalli Perez Mendoza.

Electromecanica 401