Un engranaje es una rueda dentada. Si el diente es picudo (por ejemplo en el plato de la bicicleta) se llama corona. Si el engranaje es pequeño se llama piñón.
Transforma un movimiento circular en otro movimiento también circular, pero de sentido opuesto.
Si los engranajes tienen distinto número de dientes, las velocidades son diferentes y, por tanto, hay transformaciones de fuerzas. El engranaje pequeño va más rápido que el grande y, por tanto, tiene menos par.
Es reversible porque podemos aplicar el movimiento en cualquiera de los dos engranajes.
La relación de velocidades (R) es el número de dientes del engranaje grande dividido entre el número de dientes del pequeño. R indica cuantas veces va más rápido el engranaje pequeño o cuanta fuerza más tiene el grande.
`R={N_1}/{ N_2}`
La relación de velocidades suele mostrarse como 1:R que se lee 1 a R.
Para calcular la velocidad se puede usar la ecuación: \({ω_1N_1}={ω_2 N_2}\)
Tendremos más par en el engranaje que gira más lentamente. Para calcular la transformación del par usamos la ecuación: \(τ_1ω_1=τ_2ω_2\)
Las distintas partes de un engranaje tienen nombres específicos.
Para que pueda haber acoplamiento entre engranajes, los dientes de los mismos tienen que tener el mismo tamaño.
El módulo (Z) es el diámetro de la circunferencia primitiva en milímetros dividido entre el número de dientes. Indica el tamaño del diente. Para que dos engranajes encajen tienen que tener el mismo módulo. Como la circunferencia primitiva está a mitad de diente, no es fácil de medir, por eso se calcula a través del valor del módulo (que da el fabricante)y el número de dientes (que se puede contar).
\(Z={diámetro \quad (mm)\over número de dientes}\)
Los engranajes cónicos son un tipo especial de engranajes que permite la conexión entre ejes girados 90º.
Los engranajes tiene un traqueteo inherente que se produce en el salto de un diente al siguiente.
Esto se puede evitar usando engranajes helicoidales en los que no hay un momento en el que se cambia de diente sino que varios dientes están engranados simultáneamete. Como consecuencia, la transmisión es más suave.
Existen dos sentidos de giro de la hélice. Si queremos engranar dos ejes paralelos, usaremos engranajes con giro de la hélice en diferente sentido (uno a la derecha y otro a la izquierda). Si usamos engranajes con la giro de la hélice en el mismo sentido, sus ejes formarán un ángulo que depende de la magnitud de la giro de la hélice.
La giro de la hélice de estos engranajes hacen que haya una componente de la fuerza en la misma dirección del eje y que por tanto tienden a desplazarse. Si se quiere evitar esto, se pueden usar engranajes helicoidales dobles
Se llama engranaje planetario a un sistema en el que un conjunto de engranajes pequeños engrana con uno grande dentado hacia en interior del círculo primitivo. Como consecuencia, los engranajes interiores se desplazan describiendo círculos.