Se denomina engranaje o ruedas dentadas al mecanismo utilizado para transmitir potencia de un componente a otro dentro de una máquina. Los engranajes están formados por dos ruedas dentadas, de las cuales la mayor se denomina corona y la menor piñón. Un engranaje sirve para transmitir movimiento circular mediante contacto de ruedas dentadas. Una de las aplicaciones más importantes de los engranajes es la transmisión del movimiento desde el eje de una fuente de energía, como puede ser un motor de combustión interna o un motor eléctrico, hasta otro eje situado a cierta distancia y que ha de realizar un trabajo. De manera que una de las ruedas está conectada por la fuente de energía y es conocido como engranaje motor y la otra está conectada al eje que debe recibir el movimiento del eje motor y que se denomina engranaje conducido.

Si el sistema está compuesto de más de un par de ruedas dentadas, se denomina tren de engranajes.

La principal ventaja que tienen las transmisiones por engranajes respecto de la transmisión por poleas es que no patinan como las últimas, con lo que se obtiene exactitud en la relación de transmisión.

NOTA

Al final de esta sección encontraran los archivos en formato pdf con los calculos necesarios para determinar las dimensiones constructivas de las ruedas dentadas rectas y helicoidales, tambien se encuentra el cálculo para realizar el mecanizado en la fresadora universal con la respectiva aplicacion del cabezal divisor universa.

La principal clasificación de los engranajes se efectúa según la disposición de sus ejes de rotación y según los tipos de dentado. Según estos criterios existen los siguientes tipos de engranajes:

• Cilíndricos de dientes rectos

• Cilindricos de dientes helicoidales

• Cilindricos Doble Helicoidales

• Helicoidales cruzados

• Cónicos de dientes rectos

• Cónicos de dientes helicoidales

• Cónicos hipoides

• De rueda y tornillo sinfín

• Planetarios

• Interiores

• De Cremallera

Caracteristicas de las ruedas dentadas.

Un par de engranes que trabajan unidos se diseñan a partir de sus círculos primitivos o de paso, estos círculos son siempre tangentes entre si. El diámetro de estos círculos se obtiene de multiplicar el módulo por la cantidad de dientes. El módulo se define como el tamaño de los dientes y para que dos engranes trabajen juntos deben tener igual módulo. Se tiene entonces :

                              Dp = M x Z

      En donde:

Dp : diámetro primitivo
M :   módulo
Z :   cantidad total de dientes del engrane

Si se tienen dos engranajes 1 y 2  con velocidades de giro n1 [rpm] y n2 [rpm] se pueden obtener unas relaciones de gran utilidad. Si los dos engranes van a trabajar juntos, en una unidad de tiempo ambos recorren la misma cantidad de metros, por ejemplo en un minuto ambos recorren :

n₁ . Dp₁ = n₂ . Dp₂

 n₁ / n₂  =  Dp₂ / Dp₁            Pero  Dp = M Z

 n₁ / n₂  =  Z₂ / Z₁

Se define la relación de transmisión i : 1 como la cantidad de vueltas que debe dar el engranaje motor para que el engranaje conducido de una vuelta. Por ejemplo, un reductor que disminuya a un cuarto la velocidad de giro tiene una relación 4 : 1.

En general :   i =  n₁ / n₂   =  Dp₂ / Dp₁  =  Z₂ / Z₁

De esta forma, un diseño de engranajes parte por  definir el módulo y la relación de transmisión que se desea, de esta forma y usando las relaciones anteriores se obtienen los diámetros de paso. 

A continuación se obsevban los valores típicos para el módulo :

Otra forma de indica el tamaño de los dientes es indicando el Paso diametral [dientes/ pulgada], se tiene que :

Pd = Z / Dp         Pd : Paso diametral

Pd = 1 / M

Los tamaños más utilizados para el Paso diametral son :

Se diseñará a modo de ejemplo un par de engranes para una relación de transmisión de 2 : 1 con módulo 5. Se utilizarán 20 dientes en el piñón y por o tanto 40 dientes en la corona. Los dientes de todo engrane se empujan en una dirección llamada línea de presión, línea de acción o generatriz, esta línea se encuentra inclinada con respecto a la línea AB, tangente a ambos círculos de paso.

Se tiene entonces :

Los valores mas utilizados para la inclinación de la línea de presión son :

En nuestro ejemplo se utilizarán 20º. 

La figura siguiente muestra el inicio del trazado del par de engranes, indicando los diámetros de paso y la línea de presión.

La siguiente animación muestra el objetivo final.

En el diseño de los engranajes se busca la forma y el ancho del diente para soportar las cargas que se ejercen sobre ellos. Esta carga varía principalmente, dependiendo de la potencia transmitida y de la velocidad de giro. Dependiendo de los esfuerzos que se producen en los dientes,  se pueden fabricar engranajes de diversos materiales y en una gran cantidad de formas.