Engranaje

Dispositivo de transmisión de movimiento constituido por dos o más ruedas dentadas que se acoplan entre sí, de forma que el giro de una de ellas arrastra a las demás.

Una rueda dentada es un disco de grosor variable en cuya periferia se ha tallado un conjunto de resaltes o dientes del mismo tamaño y forma; entre los dientes existen unos huecos de las mismas dimensiones que éstos para permitir el juego de dos ruedas dentadas iguales.

En un engranaje sencillo, como el compuesto por sólo dos ruedas dentadas, siempre hay una motora que transmite el movimiento, y a la que se denomina piñón, y otra receptora, que se llama rueda. Ambas están en contacto continuo, ya que cuando finaliza la yuxtaposición de dos dientes concretos, se inicia el acoplamiento con los dos dientes siguientes. Naturalmente, para que se produzca la transmisión del movimiento, ambas ruedas deben girar en sentidos contrarios.

Se trata de mecanismos usados desde tiempos inmemoriales y cuya utilización no sólo no ha desaparecido, sino que se ha potenciado al permitir la industria moderna la producción de engranajes de gran exactitud. La gran ventaja de los engranajes es que entre ellos, al contrario de lo que sucede en las poleas, no existe deslizamiento, lo que permite una transmisión muy efectiva de los movimientos, facilitando además una multiplicación o desmultiplicación de la velocidad de giro. En contra de ellos, puede citarse su mayor rigidez y ser más ruidosos y caros que las correas.

Características de un engranaje

Las principales características de un engranaje son:

Circunferencia primitiva. Geométricamente, si se reduce mentalmente un diente a un punto, un engranaje puede considerarse como dos círculos que se desplazan de manera tangencial. Cada una de las circunferencias que así quedan definidas se llama circunferencia primitiva, y a sus diámetros se les denomina diámetros primitivos.

Circunferencias exterior e interior. Son las definidas por los dientes exterior e interiormente. Sus diámetros se llaman exterior e interior.

Paso circular. Es el arco, medido sobre la circunferencia primitiva, que existe entre dos dientes.

Addendum y deddendum. Son, respectivamente, la distancia entre la circunferencia primitiva y la exterior y la interior, medida en ambos casos según el radio.

Profundidad del diente. Es la distancia entre las circunferencias exterior e interior.

Módulo. Sirve para normalizar los engranajes. Se define como el cociente entre el diámetro primitivo y el número de dientes. Todos los engranajes del mismo módulo tienen el mismo paso.

Relación de transmisión: Designándola por i, es:

siendo dp y Dp los diámetros respectivos de la circunferencia primitiva del piñón y de la rueda, rp y Rp sus correspondientes radios y Zp y Zr el número de dientes de piñón y rueda. Según el valor de estos parámetros, los engranajes pueden ser multiplicadores o desmultiplicadores; es decir, pueden aumentar o reducir la velocidad de transmisión del movimiento del piñón.

Tipos de engranaje

Existen los siguientes tipos de engranaje:

De ejes paralelos. Son cilíndricos, pudiendo presentar dientes rectos o helicoidales.

De ejes convergentes. Utilizan superficies primitivas en forma de tronco de cono. Los dientes, al igual que en el caso anterior, pueden ser rectos o helicoidales.

De ejes cruzados. El piñón y la rueda son, respectivamente, de dientes rectos y helicoidales o a la inversa. Un ejemplo de ellos es el tornillo sin fin.

Epicicloidales. Tienen un cuerpo cilíndrico hueco, dentado interiormente, y que se llama corona; otro concéntrico con él, que se denomina planetario, también dentado interiormente, y tres piñones de menor tamaño, denominados satélites, que engranan la corona y el planetario. Estos satélites están montados en una pieza triangular con lados curvos que recibe el nombre de portasatélites. Según qué elementos se hagan fijos o móviles, hay un gran número de posibilidades. Son muy utilizados en las cajas de cambio de velocidades de los automóviles.