SISTEMA DE TRANSMISION POR ENGRANAJES

1. SISTEMA DE TRANSMISION POR ENGRANAJES Engranaje Reductor Engranaje Multiplicador Tornillo sinfín-corona Mecanismo Piñón- Cremallera Multiplicador Encadenado Mecanismo Reductor de dos etapas

2. Ruedas Dentadas Una mejora en la efectividad se consigue mediante el acoplamiento de ruedas dentadas. VENTAJA: Sobre la transmisión de poleas es que al no poder resbalar, no pierde firmeza en la transmisión de Energía. • Un engranaje es un mecanismo formado por dos ruedas dentadas, que giran alrededor de unos ejes cuya posición relativa es fija. • Mínimo deben ser dos ruedas para que se pueda llamar engranaje. • Se le llama Rueda a la de mayor numero de dientes y piñón a la de menor numero.

3. Se utilizan para transformación de velocidades tanto en magnitud como en dirección. • Piñón: es quien transmite el giro y se desempeña como rueda conductora. • Rueda: realiza el movimiento inducida por el piñón, haciendo el papel de rueda conducida. Piñón Rueda dentada Rueda

4. PARTES DE UNA RUEDA DENTADA • Las partes principales que definen una rueda dentada son: • Diámetro primitivo(d p) • Numero de dientes (Z) • Modulo (m) • Paso circular(p) • Para un correcto acople de una rueda con otra debe cumplirse que el paso circular y el modulo coincidan para que puedan engranar.

5. Diámetro Primitivo (d p): es una circunferencia equivalente al contacto que tendrían si fueran ruedas de fricción ( ruedas sin dientes) esta situado a media altura de los dientes. • Numero de dientes (z). Tal como lo indica su nombre se trata de contabilizar el numero de dientes de la rueda, que servirá para realizar diferentes operaciones matemáticas.

6. Modulo(m): Una rueda dentada puede fabricarse con dientes mas anchos o mas estrechos, esta particularidad se determina con un parámetro que indique correctamente dicho tamaño. • Relación entre la circunferencia primitiva y el numero de dientes, y es vital para que dos ruedas puedan engranar. • Para enlazar dos ruedas dentadas deben tener igual modulo. Ruedas dentadas de diferente modulo • Modulo elevado, el tamaño del diente es grande. • Modulo pequeño, tamaño de diente es pequeño.

7. Paso circular(p): Las ruedas dentadas se mueven paso a paso, en este caso los pasos que realiza son entre diente y diente. Para poder diseñar correctamente los mecanismos basados en ruedas dentadas nos remitiremos a la siguiente formula: z1.n1 = z2.n2 Donde: z1= numero dientes rueda primaria n1= velocidad de rotación rueda primaria z2=numero de dientes rueda secundaria n2=velocidad rotación rueda secundaria.

8. MECANISMO REDUCTOR DE VELOCIDAD POR ENGRANAJE • La rueda Motriz debe ser inferior a la conducida en numero de dientes. • Aumenta la fuerza de torsión en el eje Ejemplo: Si realizamos un engranaje con 10 dientes, para el Motor y 40 para la Conducida, entonces obtenemos un sistema en el que la rueda motriz debe girar 4 veces para que la conducida gire 1 vuelta. Así obtenemos una ganancia mecánica, pues reduzco la velocidad de giro y aumento la fuerza. ( caja velocidades )

9. EJEMPLOS Tenemos un eje motor que gira a 5000 R.P.M con una rueda dentada de 10 dientes, necesitamos reducir la velocidad hasta 1000 R.P.M ¿ numero de dientes de la Conducida para este montaje? z1.n1 = z2.n2 Donde: z1= numero dientes rueda primaria n1= velocidad de rotación rueda primaria z2=numero de dientes rueda secundaria n2=velocidad rotación rueda secundaria. http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material022/index.html

10. MECANISMO MULTIPLICADOR DE VELOCIDAD POR ENGRANAJES Para el caso de querer obtener un conjunto multiplicador, hay que dar siempre un numero superior de dientes a la rueda Motriz, respecto a la Conducida. Ejemplo : si tenemos un mecanismo en que la rueda motriz tiene 30 dientes y solo 10 para la conducida; provocara que para cada 1 vuelta de la motriz la conducida gire 3. La fuerza en este caso se vera disminuida a una tercera parte. http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material022/index.html Si tenemos un eje motor que gira a 2000 R.P.M con una rueda dentada de 40 dientes, esta engrana en una rueda de 10 dientes. Que velocidad adquiere la conducida en este montaje?

11. TORNILLO SIN FIN-CORONA Otra forma de conseguir un sistema reductor de una manera curiosa es la unión mecánica de un tornillo sin-fin y una rueda dentada o corona El principio de funcionamiento se basa en comunicar avance lineal que produce la rotación de un tornillo aplicándolo a la corona. El desplazamiento de la rueda depende del paso, es decir, de la inclinación de los dientes que tenga el tornillo. Podríamos decir que serian 2 vueltas de tornillo por 1 paso de la rueda http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material022/index.html

12. El sistema lleva freno incorporado, es decir si muevo la rueda no se mueve el tornillo, solo el tornillo al avanzar es el que hace mover la rueda. La mejora aportada por este mecanismo seria las reducidas dimensiones, solo con dos piezas logramos una reducción considerable. LIMITACIONES El sistema solo funciona para el caso en que el tornillo actúa como motor, es decir solo puede funcionar como reductor.

13. APLICACIONES DE TORNILLO SINFÍN-CORONA

14. MECANISMO PIÑON- CREMALLERA El funcionamiento de este mecanismo consiste en obtener un movimiento rectilíneo a partir de un movimiento de rotación. EJEMPLO: El mecanismo de apertura de una puerta corredera de garaje accionada por un motor. Esta compuesta por dos elementos que son el Piñón y la Cremallera.

15. PIÑON: Es la rueda dentada que simplemente al girar empuja la cremallera. • CREMALLERA: Es una pieza recta dentada preparada para desplazamientos lineales. Es como una rueda dentada pero abierta. Formulas: consideramos todos los efectos para una rueda dentada plana. Entonces: Donde: p= paso m= modulo ∏ = 3.141516 http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material022/index.html

16. EJEMPLO Determinar el desplazamiento para una cremallera engranada a un piñón de 12 dientes de modulo 1,25 mm, si da 3 vueltas. ∏= ∏.m = 3,1415 x 1,25 = 3,927 mm. Ahora encontramos el numero de pasos para 3 vueltas del piñón. nº pasos = nº dientes x nº vueltas = 12 x 3 = 36 pasos. Finalmente calculamos el desplazamiento: l = p x nº pasos = 3,927x 36 = 141,3 mm.

17. RELACION DE TRANSMISION Este concepto viene dado por la necesidad de poder medir la ganancia de fuerza con cualquier mecanismo, es decir si para levantar un peso de 100N necesitamos aplicar una fuerza de solo 50N entonces tenemos un mecanismo con una ganancia mecánica de 2. Es un valor adimensional y se identifica por la letra i Para el caso de mecanismos por poleas o engranajes la ganancia mecánica se identifica por la RELACION DE TRANSMISION

18. RELACION DE TRANSMISION Para ruedas dentadas Para poleas Relaciones compuestas, para combinar diferentes automatismos, es el producto de las parciales. http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material022/index.html