ENGRANAJE RECTO:Est formado por dos ruedas dentadas cilndricas rectas. Es unmecanismo de transmisinrobusto, pero que slo transmite movimiento entre rboles prximos y, en general, paralelos. En algunos casos puede ser un sistema ruidoso, pero que es til para transmitir potencias elevadas. Requiere lubricacin para minimizar el rozamiento. Podis observar engranajes en mquinas de escribir. Veris que las ruedas giran en sentido opuesto.Cada rueda dentada se caracteriza por el nmero de dientes y por el dimetro de la circunferencia primitiva. Estos dos valores determinan el paso, que debe ser el mismo en ambas ruedas. A la rueda ms pequea se le suele llamar pin.Larelacin de transmisindel mecanismo queda determinada por el nmero de dientes de las ruedas segn la expresin.

ENGRANAJES HELICOIDALES:Un engranaje helicoidal puede considerarse como un engranaje recto comn maquinado en un equipo de lminas delgadas donde cada una de ella ha girado ligeramente con respecto a sus vecinas (Figura A). En la (figura B) se muestra una transmisin por engranaje helicoidal, con los dientes del engranaje cortados en una espiral que se envuelve alrededor de un cilindro. Los dientes helicoidales entran a la zona de acoplamiento progresivamente y, por lo tanto, tienen una accin ms suave que los dientes de los engranajes rectos.

ENGRANAJES CONICOS:Es un mecanismo formado por dosruedas dentadastroncocnicas. El paso de estas ruedas depende de la seccin considerada, por lo que deben engranar con ruedas de caractersticas semejantes. El mecanismo permite transmitir movimiento entre rboles con ejes que se cortan. En los taladros se usa este mecanismo para cambiar de broca.Aunque normalmente los ejes de los rboles son perpendiculares, el sistema funciona tambin para ngulos arbitrarios entre 0 y 180. Las prestaciones del mecanismo son parecidas a las del engranaje recto.

ENGRANAJES SIN FINEl engranaje de tornillo sinfn (fig. 1) se utiliza para transmitir la potencia entre ejes que se cruzan, casi siempre perpendicularmente entre s. En un pequeo espacio se pueden obtener satisfactoriamente relaciones de velocidad comparativamente altas, aunque quiz a costa del rendimiento en equiparacin con otros tipos de engranajes. El contacto de impacto en el engrane de los engranajes rectos y de otros tipos no existe en los de tornillo sinfn. En vez de esto, los filetes deslizan en contacto permanente con los dientes de la rueda, lo que da por resultado un funcionamiento silencioso si el diseo, la fabricacin y el funcionamiento son correctos. Como el deslizamiento es mayor, a veces se originan dificultades por el calor debido al rozamiento. En condiciones extremas de carga la caja o crter de engranajes se puede calentar.

Materiales para engranajesLos engranajes pueden fabricarse de una variedad de materiales muy extensa para obtener las propiedades adecuadas para el uso que se les va a dar. Desde el punto de vista del diseo mecnico, la resistencia y la durabilidad, es decir la resistencia al desgaste, son las propiedades ms importantes. Sin embargo, en general, el diseadordeber considerar la capacidad para fabricar el engrane, tomando en cuenta todos losprocesos de fabricacin que intervienen desde la preparacin del disco para el engranepasando por la formacin de los dientes de engrane hasta el ensamble final de este en una maquina. Otras consideraciones que deben ponderarse son peso, aspecto, resistencia a la corrosin, ruido y, desde luego, costo.Materiales para engranajes de aceroAceros endurecidos directamenteLos aceros para impulsores de herramientas mecnicas y muchos tipos de reductores de velocidad y transmisiones para trabajo entre medio y pesado, por lo regular, se fabrican de acero al medio carbn. Entre laamplia gama de aceros al carbn yacero con aleacin que se utilizan estn AISI 1020, AISI 3140, AISI 4340, AISI 1040, AISI 4140, AISI 6150, AISI 1050, AISI 4150, AISI 8650La siguiente tabla muestra informacin del estndar AGMA 2001-B88 para el nmero de tensin por flexin permisible, sat , y el nmero de tensin o esfuerzo por contacto, sac, que puede tolerarse para aceros que presentan la condicin de endurecimiento directo. Observe que solo se necesita conocer la dureza superficial debido a la resistencia directa entre dureza y la resistencia a la tensin por esfuerzo de traccin de los aceros. Puede utilizar cualquiera de las aleaciones que recin enumeramos suponiendo que se les haya dado el tratamiento trmico adecuado para obtener la dureza que se pretende. El smbolo HB se emplea para indicar el nmero de dureza Brinell.

Tambin en la tabla se enumeran valores para dos grados de acero, grado 1 y grado 2.Los grados difieren en cuanto al grado de control de la micro estructura, la limpieza de la composicin con que se lleva a cabo la aleacin, tratamiento trmico previo, pruebas no destructivas que se realizaron, valores de dureza en el ncleo y otros factores. Los materiales de grado 2 se controlan en forma ms estricta y se permiten niveles de tensin ms altos de entre 10% a 30% aproximadamente. Sin embargo, se requieren de un alto grado de diligencia en el proceso real de produccin y en tcnicas de inspeccin. Las figuras siguientes son grficas de sat y sac contra el nmero de dureza Brinell, HB.Se muestran curvas tanto para el grado 1 como para el grado 2

Aceros endurecidos en forma superficial El endurecimiento mediante flama, endurecimiento por induccin, la carburizacin y la nitruracin son procesos que se emplean para obtener una alta dureza en la capa superficial de los dientes de un engrane. Estos procesos proporcionan valores de dureza superficial de 50 a 64 HRC (Rockwell C) y, en consecuencia, altos valores de sat y sac ,como se ilustra en la siguiente tabla

A continuacin procedemos a hacer anlisis especiales para cada uno de los tipos de endurecimiento superficial. Dientes de engranajes endurecidos mediante flama y por induccinRecuerde que estos procesos implican el calentamiento a nivel local de la superficie de engrane por medio de flamas, generadas por gas, a altas temperaturas o mediante bobinas de induccin elctrica. Al controlar el tiempo y la entrada de energa, es posible controlar la profundidad del calentamiento y la profundidad de la superficie que se obtiene como resultado. Es fundamental que el calentamiento tenga alrededor de todo el diente y en las reas del chafln y de la raz para poder utilizar los valores de tensin que se enumeran en la tabla anterior. Esto quiz requiera un diseo especial para la forma de la flama o el calentador por induccin. Las especificaciones para dientes de engranaje de acero endurecido por flama o por induccin exigen una dureza resultante de HRC 50 a 54. Debido a que estos procesos recurren a la capacidad inherente de los aceros para ser endurecidos, debe especificar un material que pueda endurecerse a estos niveles. Por lo regular, se especifican aceros con aleaciones al medio carbn, aproximadamente de 0.40% a 0.60% de carbn.CarbonizacinLa carbonizacin produce una dureza superficial en el rango de 55 a 64 HRC y da por resultado una de las durezas ms considerables de uso comn para engranes. La figura siguiente muestra las sugerencias de AGMA en cuanto al espesor de la superficie para dientes de acero carburizados. La profundidad efectiva para la superficie endurecida se define como la profundidad a partir de la superficie hasta el punto en el que la dureza ha alcanzado los 50 HRC

NitruracinMediante la nitruracin se obtiene una superficie muy dura pero muy delgada. Se especfica para aplicaciones en las que las cargas son ligeras y se conocen bien. La nitruracin se debe evitar cuando es probable que se presenten cargas o choques excesivos porque la superficie no es lo suficiente resistente o no est bien apoyada para resistir tales cargas. Debido a lo delgado de la carga superficial, la escala Rockwell 15Nse emplea para especificar la dureza. La siguiente figura muestra las recomendaciones o sugerencias de AGMA para la profundidad superficial de engranes nitrurados, la cual se define como la profundidad por debajo de la superficie a la cual la dureza ha disminuido hasta un 110% de la dureza en el ncleo de los dientes

Hierro y bronce como materiales para fabricar engranajes Hierros fundidosTres tipos de hierros que se emplean para fabricar engranes son: hierro gris fundido ,hierro nodular (en ocasiones se le da el nombre de hierro dctil) y hierro maleable. La siguiente tabla proporciona los grados ASTM comunes que se utilizan junto con sus nmeros correspondientes de tensin por flexin permisible y nmeros de tensin por contacto. Recuerde que el acero gris flexible es quebradizo, por tanto, hay que tener cuidado cuando sea probable que se presente carga por choque. A su vez, las formas que tienen ms alta resistencia de los otros hierros tienen baja ductilidad. El hierro dctiles temperado se est utilizando en algunas aplicaciones importantes en la industria automotriz. Sin embargo, los nmeros de tensin permisible estandarizados an no se han especificado. BroncesPor lo regular, para fabricar engranajes se utilizan cuatro tipos de bronce: bronce con fsforo o estao, bronce con manganeso, bronce con aluminio y bronce con slice. El latn amarillo tambin se utiliza. Casi todos los bronces son fundidos, sin embargo, se puede disponer de algunos forjados. La resistencia a la corrosin, buenas propiedades en cuanto a desgaste y coeficientes de friccin bajos son algunas razones para optar por los bronces para fabricar engranes. En la tabla siguiente tambin se muestra nmeros de tensin permisibles para dos aleaciones de bronce

Materiales plsticos para engranesLos plsticos se desempean bien en aplicaciones donde se desea peso ligero, operacin silenciosa, baja friccin, resistencia a la corrosin aceptable y buenas propiedades en cuanto a desgaste. Debido a que las resistencias son significativamente temas bajas que las de casi todos los materiales metlicos para fabricar engranes, los plsticos se emplean en dispositivos que se someten a cargas, en alguna medida, ligeras. A menudo, los materiales plsticos pueden moldearse para darles su forma final sin el maquinado subsecuente lo cual representa ventajas en lo relativo a costos. Algunos de los materiales plsticos que se utilizan para fabricar engranes son:

- Tratamientos trmicos y Medicin de dureza.Tratamientos trmicosLos tratamientos trmicos tienen por objeto mejorar las propiedades y caractersticas de los aceros, y consisten en calentar y mantener las piezas o herramientas de acero a temperaturas adecuadas, durante un cierto tiempo y enfriarlas luego en condiciones convenientes. De esta forma, se modifica la estructura microscpica de los aceros, se verifican transformaciones fsicas y a veces hay tambin cambios en la composicin del metal.El tiempo y la temperatura son los factores principales y hay que fijarlos siempre de antemano, de acuerdo con la composicin del acero, la forma y el tamao de las piezas y las caractersticas que se desean obtener.A continuacin se detallan los tratamientos trmicos comnmente utilizados en la fabricacin de engranajes.Temple: El temple tiene por objeto endurecer y aumentar la resistencia de los aceros. Para ello, se calienta el acero a una temperatura ligeramente ms elevada que la crtica superior (aproximadamente 900 a 950C) y se enfra luego ms o menos rpidamente (segn la composicin y el tamao de la pieza) en un medio conveniente, agua, aceite, etc.

Revenido: Es un tratamiento que se da a las piezas que han sido previamente templadas. Lo que se consigue es disminuir la dureza y resistencia de los aceros templados, se eliminan las tensiones creadas en el temple y se mejora la tenacidad, quedando adems el acero con la dureza o resistencia deseada.Temple superficial: Es un procedimiento mediante el cual se endurece solamente la capa superficial de las piezas. El calentamiento puede realizarse por corrientes inducidas, pudindose regular perfectamente la profundidad del calentamiento y con ello la penetracin de la dureza. Una vez conseguida la temperatura de temple, se enfra generalmente en agua preparada para tal fin. Cementacin: Mediante este tratamiento se producen cambios en la composicin qumica del acero. Adems de considerar el tiempo y temperatura como factores fundamentales, hay que tener tambin en cuenta el medio o atmsfera que envuelve el metal durante el calentamiento y enfriamiento. Lo que se busca es aumentar el contenido de carbono de la zona perifrica, obtenindose despus, por medio de temples y revenidos, una gran dureza superficial, resistencia al desgaste y buena tenacidad en el ncleo. El espesor de la capa endurecida se logra variando la profundidad de la capa cementada.Calentamiento por corrientes inducidasLos equipos de tratamientos trmicos por induccin han tenido un gran desarrollo desde 1950. Los dos tratamientos trmicos ms frecuentemente realizados por induccin son el temple y el revenido de los aceros.En la figura siguiente se ilustra la profundidad de la capa endurecida en el perfil de los dientes de engranajes.

PROCESOS DE FABRICACIONFundamentos de la fabricacin de ruedas dentadas La eleccin del procedimiento de fabricacin depende del material, de las dimensiones, del nmero de piezas y de la calidad del dentado. En ruedas dentadas para la construccin de mquinas, figura en primer trmino la produccin del dentado con arranque de viruta, por cepillado, fresado, brochado, afeitado y rectificado. La produccin sin arranque de viruta, mediante fundicin, inyeccin, troquelado, forja con estampa o sinterizado de las ruedas enteras en una forma perfilada, y adems por estampacin o por extrusin, valindose del correspondiente til perfilado de corte o de extrusin, se emplea especialmente para pequeas ruedas dentadas y gran serie de piezas a fabricar, o donde solo se requiera de una precisin moderada. Particularmente podemos mencionar que los engranajes pequeos casi siempre se fabrican de una barra o una barra forjada, la maza, el alma, los rayos y la corona se maquinan hasta que alcanzan, o casi alcanzan, sus dimensiones finales antes que se fabriquen los dientes de los engranes. El ancho o espesor de la cara y el dimetro externo de los dientes de los engranes tambin se fabrican en esta etapa. Los engranajes de gran tamao a menudo se fabrican a partir de componentes. La corona y la parte en la que se maquinan los dientes pueden rolarse a partir de una barra plana hasta darle forma de anillo y luego se sueldan. Despus el alma o los rayos y la maza se sueldan dentro del anillo. Los engranes muy grandes se pueden fabricar en segmentos y el ensamble final de estos se hace soldndolos o mediante afianzadores mecnicos. La siguiente sinopsis permite, distinguir las principales caractersticas de estos procedimientos.1. Procedimiento de rodadura(proceso de corte envolvente)La herramienta ejecuta aqu, adems del movimiento de corte (movimiento de acepillado, mortajado, fresado, afeitado, rectificado), y adems del movimiento de avance, un movimiento de rodadura en relacin con la rueda dentada z1 que se fabrica ,tal como lo hara una rueda dentada z 2 que engranara con la rueda dentada z1 por ejemplo, una cremallera. Por consiguiente, la herramienta debe poseer el perfil de z 2 (enel caso limite, nicamente el perfil de un flanco de diente de z 2). Los flancos de los dientes de z 1 se originan como envolventes de los cortes del flanco de la herramienta. La ventaja ms importante consiste en que se precisa slo una herramienta para fabricar ruedas dentadas de cualquier nmero de dientes, pero de igual tamao de diente (mismo mdulo); en caso de fabricarse por separado los flancos izquierdo y derecho, basta incluso una sola herramienta para todos los tamaos y nmeros de dientes. ) En el procedimiento de la rodadura continua el movimiento de rodadura se efecta de un modo continuo sin ser interrumpido por procesos parciales. Como herramienta se utiliza una rueda para mortajar, afeitar o estampar, o un tornillo para fresar, afeitar o rectificar. Ventaja: fabricacin ininterrumpida y sin movimiento parcial diente, por diente. El procedimiento con rueda mortajadora es adecuado tambin para la obtencin de ruedas huecas (dentado interior) y adems para la fabricacin de dentados en ngulo, sin interrupcin de los dientes en el vrtice del ngulo. Inconveniente: la exactitud del dentado depende de las ruedas intermedias de la mquina de dentar (defectos peridicos). b) En el procedimiento de rodadura surco a surco el movimiento de la herramienta ya no es continuo, sino de vaivn; la herramienta es desengranada despus de cada ciclo de trabajo y, tras avanzar la rueda dentada en un diente (proceso parcial),comienza el ciclo de trabajo siguiente, que se ejecuta del mismo modo. Ventaja: la herramienta (cuchilla peine, fresa de disco o muela con flancos rectos) es de fcil y exacta fabricacin. La exactitud del paso del dentado no depende ya del accionamiento de la mesa giratoria y de la herramienta, sino nicamente de la exactitud del mecanismo divisor; por lo tanto, los errores parciales no aparecen peridicamente. Inconveniente: el movimiento de vaivn; la prdida de tiempo por el retroceso y el movimiento de cambio.2. Procedimiento de perfilado(Modelado sin movimiento de rodadura)La herramienta, con un perfil igual al de los huecos de los dientes, se mueve en la direccin de stos. La herramienta y la rueda dentada hacen contacto en todo el perfil.) En el procedimiento de perfilado parcial, la herramienta perfilada (fresa de disco o fresa de espiga, herramienta de escoplear o de estampar, brocha o muela de esmeril) corta o amuela un hueco de diente y despus de avanzar, el siguiente. Ventaja: la herramienta es relativamente sencilla (de un flanco o de un diente) y la exactitud no depende de ruedas intermedias; hoy se emplea el procedimiento de nuevo para rectificar ruedas dentadas, realizndose el perfilado de la muela de esmeril mediante un movimiento en forma de evolvente del diamante. Inconveniente: para cada nmero de dientes se precisa una herramienta.En el procedimiento de perfilado completose emplea una seccin completa de toda la rueda dentada (negativo de la rueda dentada) como herramienta de estampar, extrudir, brochar o prensar para producir las ruedas dentadas. Ventaja: el procedimiento es sencillo, apropiado para la produccin en gran serie de ruedas dentadas pequeas (por ejemplo, ruedas dentadas de reloj). Inconveniente: la herramienta es cara.3. Procedimiento de modeladoPara la fabricacin se emplea un molde que representa una matriz espacial completa de la rueda dentada. Las ruedas dentadas son fundidas, sinterizadas, prensadas inyectadas de una vez, completas con sus dientes. A esta clase de procedimientos pertenece tambin el forjado de precisin de ruedas dentadas de acero en estampa, modernamente empleado en especial para ruedas cnicas de alta resistencia