Máquinas/Exploración de 3 min

¿Cómo cambian los engranajes la velocidad y el par?

¿Puede una rueda pequeña hacer que una rueda grande sea más fuerte?

Los engranajes transmiten la rotación mediante dientes que engranan. Cuando un engranaje pequeño impulsa uno más grande, este gira más despacio y puede entregar más par, si ignoramos las pérdidas. En este par de 16 y 32 dientes, dos vueltas de entrada producen una vuelta de salida en dirección opuesta. El número de dientes fija la relación de velocidad.

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Qué debes recordar

La mitad de velocidad, el doble de par ideal. Los engranajes intercambian una por la otra.

El engranaje pequeño gira a 60 rpm. ¿A qué velocidad gira el engranaje grande?

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Cómo funcionan juntas las piezas

  1. Sigue un diente

    En el punto de contacto, los dientes se mueven juntos. Estos dos engranajes externos giran en direcciones opuestas.

  2. Cuenta las vueltas

    El piñón tiene la mitad de dientes, por lo que gira dos veces mientras el engranaje conducido gira una: una reducción 2:1.

  3. Intercambia velocidad por par

    El par es un efecto de giro. Si ignoramos las pérdidas, la salida tiene el doble de par a la mitad de velocidad. No aparece potencia adicional.

Las piezas principales

Punto de contacto y línea de acción
Las circunferencias primitivas discontinuas ruedan juntas sin deslizarse en el punto primitivo marcado. El contacto de los dientes avanza por la línea de acción recta, inclinada 25° respecto a la tangente. La relación de contacto es aproximadamente 1,43, por lo que uno o dos pares de dientes mantienen el contacto ideal.
Piñón · 16 dientes
El engranaje de entrada suministra el movimiento. Dos de sus vueltas completas hacen pasar 32 dientes por el punto de contacto.
Engranaje conducido · 32 dientes
El engranaje de salida completa una vuelta por cada dos vueltas de entrada. Su mayor radio aumenta el efecto de giro de la fuerza sobre los dientes.

Preguntas que vale la pena explorar

¿Cómo se calcula la velocidad de salida de dos engranajes?

Multiplica la velocidad de entrada por el número de dientes del piñón dividido entre el número de dientes del engranaje conducido. Aquí, 60 rpm × 16 ÷ 32 da 30 rpm. Decir que es una reducción 2:1 significa que la entrada da dos vueltas por cada vuelta de salida. Cuenta las vueltas en el modelo para comprobarlo.

Open University · Gears and gearing

¿Por qué estos engranajes giran en direcciones opuestas?

Los dos engranajes externos se tocan en lados opuestos de sus centros. Cuando los dientes del piñón pasan por el engrane, empujan el otro engranaje en sentido contrario: una entrada en el sentido horario produce una salida en sentido antihorario. Al reducir la velocidad de la animación, el cambio de dirección es más fácil de observar. Esta explicación se aplica al par de engranajes externos mostrado aquí.

Open University · Gears and gearing

¿Una reducción de engranajes crea potencia adicional?

No. La potencia de rotación es el par multiplicado por la velocidad angular. En una reducción ideal 2:1, reducir la velocidad a la mitad permite duplicar el par de salida conservando la potencia. Las pérdidas reales reducen la potencia entregada. Este modelo ilustra la relación ideal; no calcula la fricción, la deformación de los dientes, la resistencia ni la carga que puede soportar un engranaje fabricado.

MIT · Gear speed, torque, and power

Un descubrimiento lleva a otro.

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