Diseño en ingenieria mecanica de Shigley

654 PARTE TRES Diseño de elementos mecánicos
En este capítulo se estudian la geometría, las relaciones cinemáticas y las fuerzas transmitidas
por los cuatro tipos principales de engranes: rectos, helicoidales, cónicos y sinfín. Las fuerzas
transmitidas entre engranes acoplados suministran momentos torsionales a los ejes para transmisión
de movimiento y potencia, además de crear fuerzas y momentos que afectan al eje y
a sus cojinetes. En los dos capítulos siguientes se abordan los temas de esfuerzo, resistencia,
seguridad y confiabilidad de los cuatro tipos de engranes.
13-1 Tipos de engranes
Los engranes rectos, que se ilustran en la figura 13-1, tienen dientes paralelos al eje de rotación
y se emplean para transmitir movimiento de un eje a otro eje paralelo. De todos los tipos,
el engrane recto es el más sencillo, razón por la cual se usará para desarrollar las relaciones
cinemáticas básicas de la forma de los dientes.
Los engranes helicoidales, que se muestran en la figura 13-2, poseen dientes inclinados
con respecto al eje de rotación, y se utilizan para las mismas aplicaciones que los engranes
rectos y, cuando se utilizan en esta forma, no son tan ruidosos, debido al engranado más gradual
de los dientes durante el acoplamiento. Asimismo, el diente inclinado desarrolla cargas
de empuje y pares de flexión que no están presentes en los engranes rectos. En ocasiones, los
engranes helicoidales se usan para transmitir movimiento entre ejes no paralelos.
Los engranes cónicos, como los de la figura 13-3, que presentan dientes formados en
superficies cónicas, se emplean sobre todo para transmitir movimiento entre ejes que se intersecan.
En la figura se exhiben en realidad engranes cónicos de dientes rectos. Los engranes
cónicos en espiral se cortan de manera que el diente no sea recto, sino que forme un arco
circular. Los engranes hipoides son muy similares a los engranes cónicos en espiral, excepto
por el hecho de que los ejes están desplazados y no se intersecan.
Figura 13-1
Los engranes rectos se
emplean para transmitir movimiento
de rotación entre ejes
paralelos.
Figura 13-2
Los engranes helicoidales
se usan para transmitir movimiento
de rotación entre ejes
paralelos o no paralelos.