1Principios básicos de trabajo

• Compromiso de par y velocidad: existe una relación inversa entre el par y la velocidad de rotación: un engranaje más pequeño que conduce un engranaje más grande aumenta el par pero reduce la velocidad (multiplicación del par),mientras que un engranaje más grande que conduce un engranaje más pequeño aumenta la velocidad pero disminuye el par (multiplicación de velocidad).
• La relación de engranajes (i): Definido como la relación entre el número de dientes del engranaje accionado (N2) y el número de dientes del engranaje de conducción (N1), i = N2/N1.Por ejemplo:, un coeficiente de transmisión de 5:1 significa que el engranaje accionado gira 1 vuelta por cada 5 vueltas del engranaje de conducción, con un par aumentado aproximadamente 5 veces (excluidas las pérdidas de fricción).
• Relación de velocidad constante: En engranajes adecuadamente diseñados, la malla de los dientes asegura una relación de velocidad angular constante, minimizando las vibraciones y garantizando una transmisión de energía sin problemas.

2Tipos principales de engranajes

2.1 Los engranajes de empuje

• Estructura: dientes rectos paralelos al eje del engranaje; diseño simple y fácil fabricación.
• Características: bajo coste, alta eficiencia (98-99% para engranajes de precisión), pero genera empuje axial y ruido a altas velocidades debido al contacto de líneas entre dientes.
• Aplicaciones: maquinaria general (por ejemplo, transportadores, bombas), electrodomésticos y equipos industriales de baja velocidad.

2.2 Los engranajes helicoidales

• Estructura: Los dientes se cortan en ángulo con respecto al eje del engranaje, formando una forma helicoidal.
• Características: El contacto superficial entre los dientes reduce el ruido y las vibraciones, lo que permite una operación a mayor velocidad; sin embargo, se genera un empuje axial (a menudo compensado mediante el uso de engranajes de doble hélice).La eficiencia oscila entre el 97-99%.
• Aplicaciones: Transmisiones de automóviles, cajas de cambios industriales y máquinas de alta velocidad.

2.3 engranajes de bisel

• Estructura: Forma cónica con dientes cortados en la superficie cónica, diseñados para que los ejes se crucen (normalmente a 90°).
• Subtipos: engranajes cónicos rectos (simples, de baja velocidad) y engranajes cónicos en espiral (dientes helicoidales, transmisión suave, alta capacidad de carga).
• Aplicaciones: engranajes diferenciales en automóviles, sistemas de propulsión marítima y husillos de máquinas herramienta.

2.4 Armaduras de gusano

• Estructura: Consiste en un gusano (componente de conducción similar a un tornillo) y una rueda de gusano (engranaje accionado con dientes curvos).
• Características: Alta relación de velocidad (hasta 100:1) en un diseño compacto; capacidad de bloqueo automático (impide la rotación inversa cuando no se alimenta); menor eficiencia (70-90%) debido a la fricción de deslizamiento.
• Aplicaciones: ascensores, transportadores, sistemas de dirección y mecanismos de posicionamiento de precisión.

2.5 Otros engranajes especializados

• Las piezas de las placas: Convierte el movimiento de rotación en movimiento lineal (por ejemplo, sistemas de dirección de automóviles, actuadores lineales).
• Los engranajes planetarios: Compacto, capacidad de torque alta y relaciones de velocidad múltiples (por ejemplo, transmisiones automáticas, robótica).
• Los engranajes hipoides: Similar a los engranajes cónicos pero con ejes desplazados, utilizados en transmisiones automotrices de tracción trasera para un funcionamiento más suave.

3. Materiales de engranajes comunes

3.1 Materiales metálicos

• Acero de aleación: (por ejemplo, 40Cr, 20CrMnTi) Alta resistencia, dureza y resistencia al desgaste; adecuado para engranajes de alta carga y alta velocidad (cajas de cambios automotrices e industriales) después del tratamiento térmico.
• Acero de carbono: (por ejemplo, acero 45 #) Bajo costo, resistencia moderada; utilizado en aplicaciones de baja carga y baja velocidad.
• De hierro fundido: (por ejemplo, hierro gris) Buena resistencia al desgaste y maquinabilidad; ideal para engranajes grandes y de baja velocidad (por ejemplo, trituradoras industriales).
• Metales no ferrosos: aleación de aluminio (ligera, para instrumentos de precisión) y aleación de cobre (resistente a la corrosión, para equipos marinos).

3.2 Materiales no metálicos

• El valor de las emisiones de gases de efecto invernadero es el valor de las emisiones de gases de efecto invernadero.: Bajo ruido, resistencia a la corrosión y autolubricación; utilizado en aplicaciones de baja carga y baja velocidad (por ejemplo, electrodomésticos, dispositivos médicos).