Práctica 3 Diseño de Trenes de Engranes

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PRÁCTICA #3: DISEÑO DE TRENES DE ENGRANES 
 
 
 
 
 
 
MECANISMOS 
Depto. Metal-Mecánica Ing. Cesar Adrián Ocón Diaz 
Ingeniería Mecatrónica Semestre 5 
Alumno: Christian Enrique González Robles No. Control: 19131206 
 
Entrega: 26 de noviembre de 2021 2 
 
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Objetivo de la práctica: 
 
Realiza un diseño por computadora de un tren de engranes, siguiendo las especificaciones de los datos 
presentados en Excel. 
Temas y Subtemas: 
4.5 Diseño de engranes por medio de software. 
 
Marco teórico: 
¿Qué es un engranaje? 
Un engranaje o engrane es un mecanismo que suele utilizarse para transmitir potencia y transformar 
el movimiento rotacional. Generalmente se emplea para realizar un cambio en la velocidad o para 
variar el par a la salida de algún mecanismo que se encuentra rotando. El ejemplo más claro que existe 
de las aplicaciones de los engranes, es la caja de velocidades de un auto, que en si es un sistema de 
juegos de engranes que permite variar la velocidad y el par de salida dependiendo de lo requerido con 
la potencia que dispone el motor del automóvil. 
Los engranes esencialmente son ruedas dentadas de distintos radios que encajan entre sí, y a través 
de este elemento mecánico, se da la trasmisión de movimiento hacia el resto de mecanismos. Los 
engranes son empleados de manera basta y amplia en la ingeniería como uno de los elementos 
mecánicos fundamentales, con la finalidad de transmitir la potencia mecánica de una aplicación a 
otra. 
Engrane cilíndrico de diente recto. 
Estos engranajes de dientes rectos, por su diseño, se emplean para transmitir el giro entre ejes que se 
posicionan de manera paralela. Por su geometría, en cada instante solo están en contacto un par de 
dientes. Gracias a esto se deduce que toda la potencia (velocidad, fuerza) se transmite a cada instante 
mediante una sola pareja de dientes. Por ello, suele emplearse para velocidades pequeñas y medias 
por cuestiones de integridad estructural de la pieza en sí. 
La principal ventaja de este tipo de engranaje es que es el más sencillo de todos. Pero, por otro lado, 
uno de sus otros inconvenientes es que generan bastante ruido, por lo que no sirven para aplicaciones 
silenciosas. 
Procedimiento: 
1. Primeramente, se hizo una revisión de los parámetros asignados por el ingeniero Ocón, 
debido a que asignó distintos parámetros para que cada uno de los alumnos diseñara su propio 
tren de engranes. 
2. Seguido a esto, se hicieron los pertinentes cálculos a mano del mismo tren, esto debido a que 
para poder simularlo, era necesario conocer una serie de datos que determinarían la cantidad 
de pares de engranes, la respectiva cantidad de dientes de cada engranaje, la distancia entre 
ejes, así como también la altura máxima del tren y la distancia total del mismo, para así poder 
determinar las dimensiones y características respectivas de cada uno de los componentes. 
3. Una vez esto, y en base a los datos arrojados por los cálculos, se dimensionó la placa que 
soportaría al tren de engranes, así como los barrenos por los cuales pasarían los ejes de cada 
juego de engranajes. 
4. Posteriormente, haciendo uso del complemento de SolidWorks Tools, se pudo accesar a la 
base de datos de las distintas normativas internacionales que rigen las características del 
diseño de engranajes. 
 
Entrega: 26 de noviembre de 2021 3 
 
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5. Gracias a este complemento, la creación de los engranajes se vuelve un tanto automática, 
puesto que solo es necesario ingresar los datos antes calculados para que el programa pueda 
concebir la pieza por sí mismo. 
6. Dentro de un ensamble con la placa, se insertaron los dos pares de engranes y sencillamente 
se introdujeron las respectivas relaciones de posición para definir el montaje del tren de 
engranes. 
7. Cuando quedaron definidos los engranajes, se insertaron las relaciones de posición mecánicas 
que regirían el comportamiento de las piezas como un tren de engranes en sí. 
8. Con el mecanismo completamente definido, y con el apoyo de SolidWorks Motion dentro de 
un estudio de movimiento, se insertó en el piñón un motor rotativo a 367 RPM como lo 
establecía su diseño. Seguido a esto se introdujo la respectiva incógnita que en la simulación 
arrojaría como resultado las revoluciones de salida que se esperaban. 
Resultados: 
 
Ilustración 1 Ensamble de Tren de Engranes 
 
 
Ilustración 2 Gráfica de Velocidad angular de Salida 
 
Entrega: 26 de noviembre de 2021 4 
 
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Cálculo manual 
 
 
 
Entrega: 26 de noviembre de 2021 5 
 
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Conclusiones: 
Como parte del temario de la materia de Mecanismos, se abordó el estudio de los diversos tipos de 
engranajes existentes, haciendo especial énfasis en los engranajes de tipo de diente recto, que son los 
engranajes por excelencia, debido a su sencillo diseño y manufactura, así como a su increíble 
versatilidad. 
Una vez acotado esto, es importante resaltar y señalar la importancia de los engranajes, ya que ellos 
rigen y controlan el movimiento de una cantidad casi infinita de máquinas, maquinaria y herramientas 
que cumplen con un sinfín de tareas y trabajos. Como principal elemento de transmisión de potencia, 
los engranes son, junto a las máquinas simples y las levas, uno de los pilares fundamentales de la 
industria e ingeniería en todo sus niveles, tanto en aplicaciones sencillas y básicas como reductores 
de velocidad sencillos de dos engranes, como aplicaciones más complejas y especializadas como 
puede ser la caja de transmisión de casi cualquier vehículo que permiten regular tanto velocidad como 
torque gracias a las relaciones que estos generan. 
Bibliografía 
BIRTLH. (s.f.). Obtenido de Engranajes cilíndricos rectos.: 
https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/DFM/DPM/DPM01/es_DFM_DPM01_Contenidos/websit
e_431_engranajes_cilndricos_rectos.html# 
COMPANÍA LEVANTINA DE REDUCTORES. (s.f.). COMPANÍA LEVANTINA DE 
REDUCTORES. Obtenido de Tipos de engranajes y sus aplicaciones: 
https://clr.es/blog/es/tipos-de-engranajes-y-sus-aplicaciones/ 
MecatrónicaLATAM. (4 de Nayo de 2021). Obtenido de Engranaje: 
https://www.mecatronicalatam.com/es/tutoriales/mecanica/mecanismos/engranaje/ 
Torres, J. (24 de Diciembre de 2017). lifeder. Obtenido de ¿Qué es un Engrane? Características 
Principales: https://www.lifeder.com/que-es-un-engrane/