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TORNILLO SINFÍN

Este mecanismo consta de una rueda dentada helicoidal, denominada corona, y un tornillo, solidario a un eje, que engrana con la rueda. Se emplea para transmitir movimiento entre dos ejes perpendiculares. También suele utilizarse como reductor de velocidad. El tornillo tiene un solo diente con forma helicoidal, de manera que cada vez que el tornillo da una vuelta completa tan solo se desplaza un diente de la rueda. Por lo tanto, para que la rueda dé una vuelta completa, el tornillo tendrá que girar tantas veces como dientes tiene la rueda.
Por ejemplo, si la rueda tiene cincuenta dientes, el tornillo tendrá que girar cincuenta veces o, dicho de otro modo, el tornillo sin fin tiene que girar cincuenta veces más rápido que la rueda helicoidal. El mecanismo es irreversible, es decir, el tornillo puede hacer girar la rueda, pero la rueda no puede mover el tornillo. Por lo tanto, el elemento conductor es siempre el tornillo.

ALGUNOS TIPOS

• Tornillo sin fin basculante.
• Tornillo sin fin que se desprende del acoplamiento cuando la pieza de la maquinaria.
• Tornillo sin fin de entradas múltiples.
• Tornillo sin fin de una sola entrada.

GEOMETRÍA Y NOMENCLATURA DEL TORNILLO SINFIN

La (figura I)ilustra un conjunto típico de tornillo sinfín y rueda dentada de tornillo sinfín. Eltornillo sinfín mostrado tiene dos cuerdas. pero puede usarse cualquier numero hasta seis o mas. La geometría de un tornillo sinfín es similar a la del tornillo que transmite potencia. Larotación del tornillo es semejante a la de una cremallera con perfil en evolvente queavanza linealmente. La geometría de una rueda dentada de tornillo sinfín (algunas veces llamada una rueda helicoidal) es similar a la de un engrane helicoidal excepto que los dientes están curvados para envolver al tornillo sinfín. Algunas veces el tornillo semodifica para que envuelva al engrane, como se muestra en la (figura J). Esto da un área mayor de contacto, pero requiere un montaje extremadamente preciso.La (figura I) muestra el caso común de un ángulo de 90 grados entre flechas que no se intersecan. En este caso, el ángulo de avance del sinfín, , es igual al ángulo de hélice del engrane, (el cual también se muestra en las (figuras F y G). Asimismo, los ángulos y tienen el mismo sentido.
Como con un engrane recto o helicoidal, el diámetro del círculo primitivo de un engrane de tornillo sinfín esta relacionado a su paso circular y al número de dientes mediante la formula

El diámetro del circulo primitivo de un tornillo sinfín no esta en función de su numero de cuerdas, Nw. Esto significa que la relación de velocidad de un engranaje de tornillo sinfínesta determinado por la relación de los dientes del engrane respecto a las cuerdas deltornillo; no es igual a la relación de los diámetros del engrane y del tornillo.

Los engranes del tornillo sinfín tienen, por lo común, cuando menos 24 dientes, y número de dientes del engrane mas las cuerdas del gusano deben ser mas de 40

Un tornillo sinfín de cualquier diámetro de circulo primitivo puede hacerse con cualquiernúmero de cuerdas y cualquier paso axial. Para la máxima capacidad de transmisión depotencia, el diámetro del circulo del tornillo sinfín debe estar relacionado normalmente a ladistancia del centro de la flecha con la siguiente ecuación.

Los tornillos sinfín, cortados directamente en la flecha pueden, por supuesto, hacerse dediámetros menores que los diámetros de casquillo, los cuales se hacen por separado. Loscasquillos están perforados para que se puedan deslizar sobre la flecha, y están impulsados por guías. cuña o pasador. Las consideraciones de resistencia rara vez permiten que untornillo sinfín con casquillo tenga un diámetro de circulo primitivo menor que:

El ancho de la cara del engrane no debe exceder la mitad del diámetro exterior del gusano.

El ángulo de inclinación, avance y diámetro del circulo primitivo del tornillo sinfín tienenlas relaciones estudiadas previamente con la rosca de tornillos

En gran parte para evitar interferencia, los ángulos de presión por lo común se relacionan alángulo de inclinación o de hélice del tornillo. Los valores estándar de p usados con frecuencia (paso axial del engrane o paso circular del engrane): 1/4, 5/16. 3/8, 1/2, 5/8. 3/4. 1, 1 1/4, 1 1/2 y 2 pulg. Los valores de altura y profundidad del diente con frecuencia se ajustan generalmente a la practica de engranes helicoidales. pero deben estar determinados en forma marcada por las consideraciones de manufactura. Deberán consultarse las publicaciones especializadas para este y otros detalles de diseño.

La capacidad de carga y durabilidad del engranaje de tornillo sinfín puede aumentar enforma significativa si se modifica el diseño para dar, en forma predominante.

(Figura I) Nomenclatura del engranaje del tornillo sinfín mostrado para un tornillo con doble cuerda y
engrane envolvente.

(Figura J) Conjunto de engranaje tornillo.

APLICACIÓN:

El empleo del tornillo como mecanismo simple (en ese caso también se denomina husillo o tornillo sin fin) aprovecha la ganancia mecánica del plano inclinado. Esta ganancia aumenta ?por la palanca que se suele ejercer al girar el cilindro, pero disminuye debido a las elevadas pérdidas por rozamiento de los sistemas de tornillo. Sin embargo, las fuerzas de rozamiento hacen que los tornillos sean dispositivos de fijación eficaces.

Los husillos tienen una gran variedad de aplicaciones. Con un gato de husillo, por ejemplo, es posible levantar del suelo un objeto pesado, como un automóvil. Un husillo también permite controlar con gran precisión el movimiento lineal entre dos piezas, como ocurre en el tornillo micrométrico, que puede medir distancias del orden de una millonésima de metro. Este movimiento controlado también se emplea en diversas máquinas herramientas, por ejemplo en los tornos, donde permite desplazar con gran precisión la herramienta de corte. El principio del tornillo sin fin también se aplica en cintas transportadoras y en ciertos tipos de bombas.

ALGUNOS TORNILLOS SINFÍN

CONCLUSIONES

Como tal la función principal de los engranajes es dar constancia de la velocidades angulares, o proporcionalidad de la transmisión de potencia. Se desarrollaron de forma lógica diversos aspectos importantes para el diseño de engranajes. Se hizo hincapié sobre la geometría y la nomenclatura de los engranajes helicoidales y una variante importante, el tornillo sinfín.

Encontramos las relaciones que existen, acordes con el funcionamiento de éstos engranajes, y se establecieron las similitudes que hay con respecto a los engranajes rectos. De hecho, algunos análisis, se hicieron con relación a principios establecidos para los engranajes rectos.

Se observa que la aplicación de los engranajes es inagotable, y se estima que el estudio apropiado de los engranajes le permitirá al estudiante de ingeniería abarcar y comprender un aspecto fundamental en el diseño de ingeniería. Es el engranaje la piedra angular en cuanto a transmisión de potencia se refiere, y bien sabido es lo importante que son los engranajes en el diseño de máquinas.

Se mostraron las ventajas y desventajas con relación al uso de los engranajes helicoidales, con el objetivo de evidenciar las circunstancias en las que se deberían utilizar engranajes helicoidales y cuando no. Así como la gran utilidad que representa el tornillo sinfín, en un sin número de aplicaciones, en diversos campos.