Cómo diseñar un engranaje y un piñón

Escrito por Kimberly Wylie ; última actualización: February 01, 2018
Las tuercas son los dientes que se encuentran en el engranaje o piñón.

Tanto los engranajes como los piñones son ruedas dentadas; sin embargo, la funcionalidad de cada uno es diferente. Los engranajes se entrelazan con otros engranajes para transferir directamente la potencia. En contraste, los piñones utilizan una cadena para conducir indirectamente a otra rueda dentada. Uno de los ejemplos más comunes de uso del piñón es en una bicicleta. A pesar de esta diferencia, el diseño fundamental de un engranaje y un piñón es similar.

Determina la reducción de engranaje o piñón que necesitas. La teoría de centros de reducción de engranajes sobre el uso de engranajes o piñones de dos tamaños distintos para transferir la energía y aumentar o disminuir las RPM del motor. Utiliza la siguiente fórmula para determinar la reducción de engranaje que necesitas:

Engranaje de reducción = Entrada RPM: RPM Salida deseada

Ejemplo - Si tienes un motor que gira a 2.800 rpm y deseas que la salida sea RPM 700 RPM, la fórmula sería así.

Reducción de engranaje = 2,800:700 o 4:1

Determina la circunferencia de la rueda dentada o engranaje de entrada. La reducción de engranajes funciona basándose en la geometría de los engranajes o piñones utilizados. Piensa en la circunferencia de tu piñón o engranaje de entrada como la distancia que viaja en línea recta, para una revolución. Para encontrar la circunferencia de tu engranaje o piñón, mide su diámetro y utiliza la siguiente fórmula:

Circunferencia = π * Diámetro

Ejemplo - un engranaje con un diámetro de 10 pulgadas (25 centímetros) tendría una circunferencia de la siguiente manera:

Circunferencia = 3.14 * 10 = 31,40 pulgadas (79,75 centímetros)

Determina la circunferencia necesaria de salida de tu engranaje o piñón. En una sola etapa de reducción de un engranaje o piñón, querrás la distancia de viaje de salida del engranaje (la circunferencia) por revolución para ser un múltiplo de la distancia de entrada. La fórmula para esto es:

Relación de engranajes de reducción = Salida circunferencia de engranajes: circunferencia de entrada engranaje

Ejemplo: La reducción de engranajes deseada es de 4:1 La circunferencia de la rueda dentada de entrada es 31,40 pulgadas (79,75 centímetros) 04:01 = Salida: 31,4 04:01 = 125.6: 31.4 La circunferencia de salida del engranaje es 125,6 pulgadas (3,19 metros)

De esta manera, para cada vez que el engranaje de entrada gire una vez, el engranaje de salida girará un cuarto de vuelta, lo que reduce el número de revoluciones por minuto en un factor de cuatro.

Determina el diámetro de tu engranaje o piñón y transferir el tamaño de la rueda dentada. Usa la fórmula de la circunferencia, de nuevo, para determinar el engranaje de salida o el diámetro del piñón necesarios. Como recordarán:

Circunferencia = π * Diámetro

Por lo tanto,

\= Diámetro Circunferencia / π

Con el ejemplo anterior -

Diámetro = 125,6 / 3,14 Diámetro = 40 pulgadas (1,01 metros)

Utiliza el piñón de entrada original para transferir el tamaño y la forma de los dientes al piñón de salida más grande.

Consejos

Usa múltiples engranajes o piñones para reducir aún más un engranaje de entrada a la velocidad deseada.

Advertencias

Vuelve a revisar tus cálculos para asegurarte que la reducción adecuada se logre con el diseño final.

Sobre el autor

Kimberly Wylie has been a professional, full-time freelance writer for nearly a decade. She is the author of the book "Hiring the Right Candidate" and has written for several online and print publications. A gifted wordsmith, her work has included everything from movie scripts to patent documentation.

Créditos fotográficos

  • Ryan McVay/Lifesize/Getty Images
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