1

REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE ENGRANAJES

Unidad 4. Representación gráfica de elementos de máquina

La mayoría de los engranajes se fabrican de hierro fundido o acero, pero también se fabrican de latón, bronce o fibras, cuando se tiene en cuenta factores como desgastes, resistencias y ruido.

2

¿QUÉ ENCONTRAREMOS EN ESTE DOCUMENTO?

Introducción .................................................................................................... 3

Cómo podemos definir los engranajes ................................................................ 3

Clasificación de los engranajes ......................................................................... 5

Tipos de clasificaciones ...................................................................................... 5

Clasificación según la posición de los ejes de conexión ...................................... 6

Clasificación según la forma de los dientes del engranaje .................................. 7

Representación gráfica .................................................................................. 10

Representación gráfica de ruedas dentadas y engranajes .............................. 10

Dibujos de detalle para ruedas dentadas .......................................................... 11

Dibujos de ensamble para engranajes .............................................................. 13

Acotado ........................................................................................................ 16

Acotado de ruedas dentadas y engranajes ...................................................... 16

Enlaces de interés ......................................................................................... 20

Dónde podemos encontrar más información .................................................... 20

3

Introducción Cómo podemos definir los engranajes Propiamente se llama engranaje al mecanismo formado por dos ruedas dentadas que engranan entre sí. Por lo tanto, a cada pieza del mecanismo es correcto denominarla rueda dentada y dejar el termino engranaje a mecanismos conformados por ruedas dentadas. Aunque en la práctica se suelen emplear el término engranaje para designar la rueda dentada.

4

Una rueda dentada es simplemente un elemento mecánico circular en cuya periferia se han tallado dientes iguales y equidistantes, de forma perfectamente determinada para que en el espacio entre dientes encaje perfectamente un diente de otra rueda dentada. Con ello se consigue que, si se mueve una rueda dentada, esta arrastre a la otra por contacto directo entre los dientes. Los engranajes consiguen que la transmisión de movimiento de un eje a otro se realice con velocidad constante y sin deslizamiento de una rueda con la otra.

La rueda de menor número de dientes se denomina piñón, y la de mayor se denomina corona o simplemente rueda.

Las funciones principales de los engranes y de las transmisiones de los engranes son: reducción de la velocidad, multiplicación del momento de torsión o par motor y permiten variar la posición de los árboles o ejes. Proporcionan tiempos de duración muy grandes y pueden transmitir potencia con una eficiencia hasta el 98 por ciento.

Un engranaje es un mecanismo de transmisión

formado por ruedas dentadas que gira alrededor de ejes cuya posición es fija.

5

Clasificación de los engranajes

Tipos de clasificaciones En general los engranajes se pueden clasificar de dos formas: Una primera clasificación se relaciona con la posición de los ejes en los que van

montados los engranajes.

Una segunda clasificación, según la forma de los dientes del engranaje.

6

Clasificación según la posición de los ejes de conexión

Sistema de ejes paralelos Sistema de ejes que se interceptan

Dos o más de los engranajes utilizan ejes paralelos entre sí. Se emplea en los engranes reductores para cambiar la velocidad y la dirección del movimiento de los ejes. En esta configuración de ejes paralelos se emplean engranajes rectos, helicoidales y helicoidales dobles.

Los engranajes que entran en contacto están sobre ejes que no son paralelos entre sí, pero en la proyección de sus ejes se interceptan. Se usan para cambiar la dirección del movimiento. En esta configuración de ejes que se interceptan se emplean engranajes cónicos rectos y cónicos helicoidales.

Sistema de ejes que no se interceptan Los ejes de los dos engranajes tienen ángulos rectos y no se cortan si se extienden sus líneas de eje. En esta configuración de ejes que no se interceptan se emplean engranajes helicoidales cruzados, engranajes hopiodes, engranajes de rueda y tornillo sin fin y engrane de cremallera y piñón, siendo esta última configuración empleada únicamente para convertir movimiento giratorio del piñón en desplazamiento lineal de la cremallera.

7

Clasificación según la forma de los dientes del engranaje Engranes rectos Engranes helicoidales

Tienen forma cilíndrica. Los dientes son rectos y paralelos a los ejes. Tienen una capacidad de manejo de baja carga y además son un poco más ruidosos que otros tipos de engranajes. Pueden ser externos e internos.

Son de forma cilíndrica y dientes que se cortan con cierto ángulo respecto al eje. Tiene mayor capacidad de carga, además, de proporcionar una operación más suave y silenciosa. El ángulo entre el diente del engrane y el eje del árbol recibe el nombre de ángulo helicoidal.

Engranes helicoidales dobles (espina de pescado)

Engranes cónicos rectos

Cada uno de ellos tienen dientes helicoidales con hélice hacia la derecha y hacia la izquierda.

Tienen forma cónica, por lo común forman ángulos rectos. Tienen elementos rectos de los dientes los cuales, sí se prolongarán, pasarían por el punto de intersección de sus ejes.

8

Engranes cónicos helicoidales Engranes helicoidales cruzados

Los engranajes cónicos helicoidales se caracterizan por tener dientes curvos y oblicuos, y sus ejes se interceptan.

En engrane y el piñón son helicoidales colocados en ángulo recto. Se usan para cambiar la dirección del movimiento en situaciones de carga baja.

Engranes cónicos hipoides Engrane de tornillo sin fin Son engranes cónicos con ejes desplazados 90 grados y que se emplean para cambiar la dirección del movimiento. Se utiliza cuando se desea un alto grado de resistencia junto con una operación suave y silenciosa.

Es un engrane helicoidal y un eje roscado Acmé. Se utiliza para reducciones grandes de velocidad en áreas pequeñas.

9

Cremallera y piñón Este mecanismo está conformado por un piñón recto sobre un eje, que se hace engranar en un engrane recto y plano. Se utilizan para convertir movimiento giratorio en movimiento lineal.

10

Representación gráfica Representación gráfica de ruedas dentadas y engranajes En planos de máquinas donde se incluyen gran cantidad de elementos, no es común encontrar una sola rueda dentada realizando una función, pero si es normal encontrar engranajes para trasmitir movimientos entre ejes de la máquina. Por lo general las ruedas dentadas solo se incluyen en documentos de diseño o de taller donde se pretende mostrar gráficamente los detalles o forma de la rueda dentada a un operario de máquinas que tienen la labor de fabricar los elementos dentados. En este orden de ideas es importante mencionar que se pueden designar como dibujos de detalle los documentos gráficos para representar ruedas dentadas individualmente y dibujos de ensamble para engranajes. Como convención general una rueda dentada se representa como una pieza solida no dentada, pero con el trazo de la superficie primitiva o la representación de la circunferencia primitiva, en línea de cadena delgada.

11

Dibujos de detalle para ruedas dentadas En el dibujo de detalle de ruedas dentadas hay que tener en cuenta convenciones importantes que nos permitirán realizar la representación de la rueda dentada y nos permitirán interpretar sus características en un plano, ellos son:

1. Los contornos y las aristas de una rueda dentada se representan en dos vistas:

2. La superficie primitiva se representa con una línea de cadena de guion simple, aunque se trate de partes ocultas o de secciones y se representa:

En proyección normal al eje, por su círculo primitivo de funcionamiento

En proyección paralela al eje, por su contorno aparente, de forma que la línea de cadena sobresaldrá del contorno de la rueda

Una vista en sección al cuarto de una rueda de dientes rectos, que tenga dos dientes diametralmente opuestos y representados sin cortar, aunque se trate de dientes no rectos o de un número impar de dientes.

Una vista no seccionada de una rueda no dentada o lo que es igual sin la representación de los dientes en su periferia y limitada por la circunferencia exterior.

12

3. Como regla general no se representa la superficie de raíz del diente, salvo en las secciones, sin embargo cuando resulte conveniente en las vistas no seccionadas se puede representar como línea continua de trazo fino, el perfil de los dientes se define por referencias dentro del mismo plano o en el mismo dibujo. Cuando resulte indispensable, se dibujaran uno o dos dientes en trazo de contorno grueso.

Si es necesario indicar la orientación de los dientes se emplearan los símbolos que se muestran en la siguiente tabla.

Orientación Símbolo Ejemplo

Helicoidal derecho

Helicoidal izquierdo

Helicoidal doble

Espiral

13

Dibujos de ensamble para engranajes Las convenciones aplicadas a los dibujos de ruedas dentadas se aplican de igual forma para la representación de engranajes, sin embargo tienen algunas características específicas: 1. Cuando se trata de un conjunto de ruedas cónicas, se proyecta la línea que representa la superficie primitiva hasta que corta el eje.

2. Ninguna de las ruedas que conforman el engranaje deben de quedar ocultas con respecto a la otra, en las partes coincidentes o puntos de contacto. La representación se hace por medio de líneas ocultas.

14

3. Los engranajes de ruedas cilíndricas se representan como se muestra a continuación:

4. Los engranajes de rueda con cremallera su representan como se muestra a continuación:

15

5. Los engranajes cónicos con cualquier ángulo de intersección de los ejes se representa como se muestra a continuación:

6. El engranaje de rueda y tornillo son fin se represente como se muestra a continuación:

16

Acotado Acotado de ruedas dentadas y engranajes En plano deben figurar mediante cotas todas aquellas dimensiones que definan la rueda dentada. Por lo que respecta al elemento dentado, se deben incluir sus dimensiones exteriores, los diámetros característicos, las dimensiones del alma y las dimensiones de la chavetera. La longitud del diente también es una cota funcional que debe incluirse.

17

Las demás dimensiones o valores característicos de la rueda dentada o engranaje deben incluirse en forma de tabla, es decir se situarán todas aquellas medidas que afecten al dentado propiamente dicho en una tabla anexa. La tabla debe contener algunos datos característicos ejemplo:

Número de dientes Ángulo de presión Diámetro primitivo Distancia entre centros Altura del diente

A continuación se mostrara algunos ejemplos de ruedas dentadas acotadas y sobre las cuales se puede tener una referencia para realizar un plano de una rueda dentada o engranaje, o por el contrario interpretar un plano técnico con información relacionada a las ruedas dentadas.

Rueda dentada recta

18

Rueda dentada cónica

19

Engranaje de tornillo sin fin

20

Enlaces de interés Dónde podemos encontrar más información Engranajes

http://es.wikipedia.org/wiki/Engranaje

http://www.gig.etsii.upm.es/gigcom/temas_di2/engranajes/default.html

http://www.usmp.edu.pe/ffia/industrial/separata/DisenoIndustrial/Dis_Industr/Conte

nidos/PDFs/engranajes.pdf

Acotación y representación en planos

http://www.gig.etsii.upm.es/gigcom/temas_di2/engranajes/tablas%20en_planos.ht

ml