Exposición Grupo#2

Integrantes: Santiago Jiménez

José córdoba

Freddy Bravo

Materia: Procesos de

manufactura

Tema: Engranajes y caja de

velocidades

Engranajes

• Se denomina engranaje o ruedas dentadas al mecanismo utilizado para transmitir potencia de un componente a otro dentro de una máquina.

Utilidad

• Permite transmitir un movimiento giratorio entre dos ejes.

• Los ejes pueden ser paralelos, coincidentes o cruzados.

• Puede modificar las características de velocidad y sentido de giro.

Diferentes partes de los engranajes y de los

dientes

Circunferencia primitiva: es aquella en que teóricamente ruedan las ruedas y

sobre ésta se define la relación de transmisión del engrane.

Circunferencia de cabeza : es la que limita la parte exterior del engranaje.

Circunferencia de pie: es la que limita la parte inferior de los dientes.

Paso circunferencial: es la longitud medida sobre la circunferencia primitiva

entre los ejes de simetría de dos dientes consecutivos.

Cabeza del diente es la parte de éste comprendida entre las circunferencias

primitiva y de cabeza.

Pie del diente: es la parte de éste comprendida entre las circunferencias

primitiva y de pie.

Altura de cabeza, de pie y total: son las longitudes medidas sobre los ejes

de simetría entre la circunferencia primitiva y la de cabeza, pie, y la suma de éstas.

Espesor y anchura: son las medidas de la sección de un diente en la

circunferencia primitiva.

Para recordar

Si a un engranaje pequeño se le encaja uno grande, el resultado será disminución en la velocidad de giro del sistema.

Al conectar un

engranaje grande a

uno pequeño, se

produce un aumento

en la velocidad de giro

del sistema.

Tipos de engranes

•Engranajes de dientes rectos

• Engranajes de dientes helicoidales

• Engranajes de dientes en V

•Engranajes epicicloidales

•Engranajes cónicos rectos

•Engranajes cónicos helicoidales

•Tornillo sin fin-corona

• Hipoide

•Engranaje helicoidal

Engranajes de

dientes rectos

Características: Son fáciles de

fabricar, pero son muy ruidosos y

producen vibraciones.

Se emplean cuando la potencia y el

numero de revoluciones con que

giran no es muy grande.

Aplicaciones: Este tipo de

engranaje es el más utilizado y se

puede encontrar en cualquier tipo

de máquina relojes,

electrodomésticos juguetes,

automóviles, etc.

Engranajes de

dientes

helicoidales

Características: Se caracterizan por sus dientes inclinados respecto de su eje.

Puede engranar varios dientes a la vez. Menos probabilidades de rotura, menos ruidos y vibraciones.

Aplicaciones: Idóneos para transmitir mucha potencia y funcionan a grandes nº de revoluciones.

Los podemos encontrar en trenes de engranajes, cadenas cinemáticas de máquinas, cajas de cambio etc.

Engranajes de

dientes en V

Características:

Los dientes de los

dos engranajes

forman una especie

de V.

Aplicaciones :Lo

único que hacen es

compensar la

Fuerza en

engranajes

epicicloidales.

Engranajes

epicicloidales

Características: Consiste en uno o más engranajes externos o satélites que rotan sobre un engranaje central Se usa para aumentar la velocidad de salida.

Aplicaciones: Se emplea en algunas centrales hidroeléctricas para aumentar y regular el número de revoluciones del árbol que arrasa al alternador

También se usa normalmente en tractores.

Engranajes

cónicos rectos

Características: Efectúan la

transmisión de movimiento de

ejes que se cortan en un mismo

plano

Son utilizados para efectuar

reducción de velocidad con ejes

en 90 . Estos engranajes generan

más ruido que los engranajes

cónicos helicoidales.

Aplicaciones: Se utilizan en

transmisiones antiguas y lentas.

En la actualidad se utilizan muy

poco.

Engranajes

cónicos

helicoidales

Características :Están

formados por un piñón

reductor de pocos dientes y

una rueda de muchos dientes.

Es muy adecuado para las

carrocerías de tipo bajo,

ganando así mucha

estabilidad el vehículo. Es

silencioso, se utilizan para

reducir la velocidad en

un eje de 90 .

Aplicaciones :Se suele

utilizar en taladradoras.

Tornillo sin

fin-corona

Características: Es un caso particular de engranajes helicoidales con ejes que se cruzan a 90º. Es un mecanismo diseñado para transmitir grandes esfuerzos, y como reductores de velocidad aumentando la potencia de transmisión.

Tiene la desventaja de no ser

reversible el sentido de giro

Aplicaciones: se utiliza para obtener grandes reducciones. Se utilizan con mucha frecuencia para el desplazamiento de las mesas y los carros de muchas máquinas herramienta, como tornos, fresadoras, rectificadoras, etc.

Hipoide

Características: Un engranaje hipoide es un grupo de engranajes cónicos helicoidales formados por un piñón reductor de pocos dientes y una rueda de muchos dientes. Mayor robustez en la transmisión.

Aplicaciones: Tiene la ventaja de ser muy adecuado para las carrocerías de tipo bajo.

Se utilizan en maquinas industriales y embarcaciones, donde es necesario que los ejes no estén al mismo nivel por cuestiones de espacio

Engranaje

helicoidal

Características :Se

utilizan para reducir la

velocidad en un eje de

90 .

Puede considerárseles

como engranajes sinfín

no envolventes .Limita

la capacidad de

transmisión de carga

para este tipo de

engranes. Es

silencioso

Aplicaciones: Se

mecanizan en

fresadoras especiales

Campo de aplicación de los engranajes

Existe una gran variedad de formas y tamaños de engranajes, desde

los más pequeños usados en relojería e instrumentos científicos (se

alcanza el módulo 0,05) a los de grandes dimensiones, empleados, por

ejemplo, en las reducciones de velocidad de las turbinas de vapor de

los buques, en el accionamiento de los hornos y molinos de las fábricas

de cemento, etc.

El campo de aplicación de los engranajes es prácticamente ilimitado.

Los encontramos en las centrales de producción de energía eléctrica,

hidroeléctrica y en los elementos de transporte terrestre: locomotoras,

automotores, camiones, automóviles, transporte marítimo en buques

de todas clases, aviones, en la industria siderúrgica: laminadores,

transportadores, etc.,

Transmisión por engranajes

Una transmisión por engranajes está formada por el acoplamiento de

dos ruedas dentadas, una motriz y otra conducida, que, al introducir

los dientes de una en los huecos de la contraria y producirse el giro de la rueda motora, arrastra a la conducida diente a diente.

A la mayor se le llama corona y a la menor piñón

Estos mecanismos presentan numerosas ventajas respecto a las correas y

poleas, aunque también algunos inconvenientes.

Cálculo de las transmisiones por

engranaje

Cuando A da una vuelta completa, sus 15 dientes pasan el punto X del

diagrama. Como los engranajes se engranan (y no se pueden desprender), 15

dientes del engranaje arrastrado también pasan el punto X. Por tanto, por cada

vuelta completa del engranaje motriz, el engranaje arrastrado solamente girará

un cuarto de vuelta.

Ahora bien, como el engranaje arrastrado solamente gira un cuarto de vuelta por

cada vuelta completa del engranaje motriz, el engranaje arrastrado solamente

girará aun cuarto de la velocidad del engranaje motriz.

Para calcular la relación de transmisión de un tren

de engranaje simple, usa la siguiente ecuación:

Relación de transmisión :

Número de dientes del engranaje arrastrado/ Número de dientes del

engranaje motriz

Para el ejemplo anterior:

Relación de transmisión : 60/15 = 4/1 4:1

La relación entre las velocidades de giro de las ruedas depende del nº

de dientes de cada una y se expresa mediante las siguientes

ecuaciones:

V1 n1 = V2 n2

V1/V2 = n2/n1

Ejercicio:Una transmisión por engranajes está accionada por un motor que gira

a 3.000 rpm, tiene 25 dientes la rueda motriz y se desea que el árbol

transportado gire a 30 rpm. Calcular el número de dientes que debe

tener la rueda conducida.

Transmisión por engranajes compuesto

En el diagrama puede verse el tren de engranajes compuesto. Se observa que se

usan cuatro engranajes y que los engranajes B y C están sujetos al mismo eje.

Cuando el engranaje motriz A da una vuelta completa, el engranaje B girará un cuarto

de una vuelta. Ahora bien, como el engranaje C está sujeto al mismo eje que el

engranaje B, también da un cuarto de vuelta. Por tanto, el engranaje D solamente

girará 1/4 de 1/4 de una vuelta, es decir, 1/16 de una vuelta. Por tanto, la relación de

transmisión de este tren de engranajes compuesto es de 16: 1.

Cálculo de la relación de transmisión de engranajes

compuesto.

Para calcular la relación de transmisión de un tren de engranajes

compuesto, emplea la ecuación siguiente:

Relación de transmisión = (n. de dientes de B/ n. de dientes de A)

x ( nº de dientes de D /n. de dientes de C).

En el ejemplo anterior:

Relación de transmisión = 60/15 x 60/15 = 4/1 x 4/1 = 16/1 16:1

La relación entre las velocidades de giro de las ruedas motriz (A) y

conducida (D) depende del nº de dientes de los engranajes del sistema y se

expresa mediante la siguiente ecuación:

nA/nD = (ZB ZD)/ (ZA ZC)

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?

Caja de cambios o Caja de velocidades

Es el elemento encargado de obtener en las ruedas el par motor

suficiente para poner en movimiento el vehículo desde parado, y

una vez en marcha obtener un par suficiente en ellas para vencer

las resistencias al avance, fundamentalmente las derivadas del perfil

aerodinámico, de rozamiento con la rodadura y de pendiente en

ascenso.

Fundamento

El motor de combustión interna alternativo, al revés de lo que

ocurre con la máquina de vapor o el motor eléctrico, necesita un

régimen de giro suficiente (entre un 30% y un 40% de las rpm

máximas) para proporcionar la capacidad de iniciar el movimiento

del vehículo y mantenerlo luego.

Esto se logra mediante las diferentes relaciones de

desmultiplicación obtenidas en el cambio, más la del grupo de

salida en el diferencial. El sistema de transmisión proporciona las

diferentes relaciones de engranes o engranajes, de tal forma que la

misma velocidad de giro del cigüeñal puede convertirse en distintas

velocidades de giro en las ruedas.

Constitución de la caja de cambios

Palanca de cambios de un automóvil

1) Eje selector de la palanca de

cambios

2) Segundo engranaje

3) Quinto engranaje

4) Tercer engranaje

5) Cuarto engranaje

6) Sexto engranaje

7) Primer engranaje

8) Eje de entrada

9) Tubería de cobre para la

alimentación de aceite

10) Placa exterior de aluminio

11) Horquilla selectora

12) Diente del engranaje

13) Ranuras para el montaje del

piñón de transmisión

14) Eje de salida

15) Ranuras para el montaje de

la palanca de cambios

16) Ruleman

Palanca de cambios de una Motocicleta

Los tipos de cajas de cambios

Hoy en día existen principalmente 2 tipos de cajas de cambios

:

La caja de cambios manual (BVM)

La caja de cambios automática (BVA)

La caja de cambios manualLa caja de cambios manual es el tipo de caja utilizado por la mayoría

de vehículos . Se sitúa entre el embrague y el diferencial y está

compuesta de engranajes montados sobre ejes. El conductor puede, a

través de un selector de velocidades, escoger la marcha a engranar.

Ventajas

- El cambio de marchas manual permite una conducción adaptada

- La BVM tiene bajo coste

Inconvenientes

- Cambio de marchas manual

- Interrupción de la transmisión del par durante el cambio de

marcha

La caja de cambios automática

La caja de cambios automática es capaz de cambiar las marchas de forma

autónoma y progresiva. La caja de cambios automática se compone de un

conversor de par, trenes epicicloidales, embragues multidiscos, un

selector de marchas y una bomba de aceite que favorece la lubricación del

mecanismo de la caja. Así, gestiona el arranque del vehículo, la selección y

el cambio de marchas durante la conducción. Esta solución se utiliza en

vehículos de alta gama en razón de la autonomía y el confort que

proporciona.

Ventajas:

- Capacidad de cambiar de marcha bajo carga

- Selección automática de las marchas que mejor se adaptan en cada

momento

Inconvenientes:

- Coste elevado

- Menor rendimiento (92% a 96%)

Gracias por su Atención

FIN