Cómo contar los dientes de un piñón: Guía completa

Los engranajes son componentes esenciales en la maquinaria, y comprender cómo funcionan es crucial para su mantenimiento y optimización. En este artículo, exploraremos cómo contar los dientes de un piñón y cómo este conocimiento se aplica al cálculo de la relación de reducción en un sistema de engranajes.

Un engranaje es una pieza mecánica dentada diseñada para transmitir potencia entre diferentes partes de una máquina. Los engranajes se utilizan desde la antigüedad en diversas aplicaciones, desde calculadoras astronómicas hasta motores de combustión interna.

Un engranaje es un mecanismo que transmite potencia mecánica hacia otro mecanismo similar. Ambos componentes deben contar con bordes dentados. Los engranajes se encargan de aumentar la velocidad, así como de aumentar la fuerza (cuando la segunda rueda cuenta con más dientes).

Dentro de las funciones de los engranajes, está la realizada en motores de combustión interna, por ejemplo. Lo que ocurre es que se lleva a cabo el movimiento desde el eje de esa fuente de energía hasta el otro mecanismo que se encuentra a cierta distancia y que realizará un trabajo. El engranaje unido a esa fuente de energía será la rueda motriz, mientras que la que se conecta al eje se denominará como “rueda conducida”.

Existen diversos tipos de engranajes, cada uno con características y aplicaciones específicas:

• Engranaje recto: Es el tipo de engranaje más básico, con dientes de forma radial.
• Engranajes cónicos hipoides: Se caracterizan por su durabilidad y bajo nivel de ruido.
• Engranajes cónicos con dientes helicoidales: Realizan la transmisión de movimiento de ejes que se cortan.
• Engranajes helicoidales cruzados: Tienen forma de cuña o de tornillo.
• Engranajes helicoidales de rueda y tornillo sinfín: El tornillo mueve la corona.
• Engranajes interiores o anulares: Similares a los rectos, se encuentran dentro de una rueda o anillo con reborde.
• Engranajes planetarios o epicicloidales: Son un tren de engranajes en movimiento continuo sobre un engranaje central.

El uso de engranajes en infinidad de máquinas y dispositivos actuales hace necesario utilizarlos con la máxima eficiencia, de manera que se pueda sacar el máximo provecho de sus ventajas. Uno de los conceptos clave para su buena utilización es el de la relación de transmisión de engranajes (rt).

Elegir con acierto la relación de reducción es fundamental para:

• Que el engranaje pueda soportar un mayor par minimizando el error
• Para que se genere el movimiento, de modo que el par del engranaje motor supere a la inercia del engranaje.

Relación de Transmisión de Engranajes

La relación de transmisión de movimiento es la relación entre las velocidades de rotación de dos engranajes que se encuentran conectados entre sí. Al contar cada rueda del engranaje con distinto diámetro, cada uno de los ejes rota a diferente velocidad cuando ambas están en marcha. Modificar la relación de transmisión equivale a cambiar el par de fuerza que se aplica.

La relación de transmisión de engranajes o relación de reducción se calcula dividiendo la velocidad de salida por la velocidad de entrada (i= Ws/ We) o dividiendo el número de dientes de las ruedas conductoras por el número de dientes de las ruedas conducidas (i= Ze/ Zs).

i = Ws/We

i = Ze/Zs

Las transmisiones por engranajes ofrecen una serie de ventajas frente a otro tipo de transmisiones. En primer lugar, proporcionan un alto rendimiento a la hora de trasladar fuerzas y movimientos, con una larga vida útil y una elevada fiabilidad.

La relación de la transmisión por engranajes es muy exacta, lo que hace estas transmisiones perfectas para maquinaria de precisión. A diferencia de otros mecanismos, como las cadenas o las poleas, tienen pequeñas dimensiones, lo que hace que se puedan instalar tanto en maquinarias y espacios de pequeñas como grandes dimensiones, además de lugares de difícil acceso. Además, su sencillo mantenimiento convierte a las transmisiones por engranajes en uno de los sistemas más empleados en grandes sectores industriales, como el de la automoción.

A la hora de realizar el diseño de una transmisión de engranajes, es necesario tener en cuenta los siguientes tres parámetros:

1. Condición de engrane: Se denomina condición de engrane entre dos dientes, a la situación en la que el punto de contacto entre los dos siempre pasa por un punto O, de forma que su perfil lo permite.
2. Relación de transmisión: La relación de transmisión (rt) es la relación existente entre las velocidades de rotación de los dos engranajes que entran en contacto. En concreto, se trata del cociente entre la velocidad de salida y la velocidad de entrada (rt = ωs / ωe).
3. Coeficiente de recubrimiento: Conocido también como relación de contacto, el coeficiente de recubrimiento (ε) mide el promedio de dientes que están en contacto en todo momento.

Para calcular cuál es la relación de transmisión de engranajes se puede hacer de distintas maneras.

Cálculo de la relación de transmisión de engranajes cónicos

Si hablamos de engranajes de tipo cónico, debemos considerar que será equivalente al número de dientes del engranaje conductor, dividido entre el número de dientes con los que cuente el engranaje conducido (RT= Z1 / Z2).

Cálculo de la relación de transmisión de un tren de engranajes

En el caso de un tren de engranajes con dos ruedas, debemos seguir los siguientes pasos:

1. Cuenta los números de dientes.
2. Divide el número de dientes de la rueda conducida por el número de dientes de la rueda conductora.

La relación de transmisión será igual al número de dientes del engranaje motor entre el número de dientes del engranaje arrastrado.

En el caso de un tren de engranajes con más de dos ruedas, debemos seguir los siguientes pasos:

1. Identifica cuál es la rueda conductora y cuál la conducida y divide el número de dientes de la primera y la segunda.
2. Sigue los mismos pasos para averiguar la relación de transmisión que en el caso de un tren de engranajes con dos ruedas.

Para calcular la relación de transmisión de engranajes hay distintas formas, según si son engranajes de tipo cónico, trenes de engranajes con dos o más ruedas, etc.

Cálculo de la relación de transmisión en engranajes y cadena

Este tipo de transmisiones están formadas por dos ruedas dentadas y una cadena de eslabones articulados. En ella, los engranajes giran en el mismo sentido. Se utiliza para transmitir el movimiento entre ejes paralelos lejanos. La relación de transmisión es el resultado de dividir el número de dientes del engranaje motor entre el número de dientes del engranaje arrastrado.

Cómo contar los dientes de un reductor sinfín

Para conocer la relación de reducción debemos: contar el número de dientes de la corona, es decir, el engranaje del reductor. Una vez que hayamos contabilizado los dientes y entradas de ambas piezas, dividiremos el número de dientes entre el número de entradas.

La elección entre un cassette u otro puede resultar una decisión complicada a simple vista. Por eso, queremos ayudarte a que conozcas los cassettes más utilizados según su uso para que escojas el que más se adapte a tus necesidades. Existen diferentes combinaciones de piñones y dientes para adaptarse a diferentes bicicletas y terrenos.

También cabe atender a la distancia entre piñones, ya que cuanto más próximos estén entre ellos el salto entre marchas será menor y hará que el cambio sea más fluido. En cambio, tener los piñones muy próximos suele reducir el tamaño del piñón más grande, lo que puede jugar en tu contra en terrenos ascendentes y difíciles.

Cassettes para bicicletas de ciudad o paseo

En las bicicletas de ciudad o paseo, lo ideal es contar con un número de velocidades reducido pero suficiente. Llevar cassettes con muchas velocidades no tendría sentido porque en la mayoría de los casos estarían infrautilizados, ya que con pocas velocidades sobra para moverse por la ciudad, donde no hay subidas largas y exigentes ni terrenos complicados.

Por tanto, es normal encontrar en estas bicicletas piñones de rosca de 6 velocidades o cassettes de 8 velocidades con una relación de dientes corta.

Cassettes para bicicletas de carretera

La mayoría de las bicicletas de carretera montan cassetes de 11-12 dientes en su marcha más alta. La marcha más baja, por su parte, oscila normalmente entre los 21 y los 32 dientes. En cuanto a velocidades o número de coronas, estas bicicletas suelen oscilar entre las 8 y las 11 velocidades.

Con un cassette de 9 velocidades y una relación de 11-32 dientes , por ejemplo, estarás en disposición de pasar sin problema cualquier etapa montañosa sin la necesidad de quemarte en exceso las piernas. Eso sí, para ocasiones especiales o rutas muy montañosas y largas, quizá un desarrollo con más dientes en la marcha más baja te resulta útil. Por tanto, si vas a hacer una ruta muy exigente o normalmente ruedas por terreno con mucho desnivel y te gustan los retos en altura, un cassette de 9 velocidades con una relación de 11-36 dientes , por ejemplo, sería el adecuado.

Cassettes para bicicletas de montaña

Ir en bicicleta por sendas de montaña supone pasar por terrenos distintos y encontrarte con obstáculos impredecibles, como rocas, ramas de árboles, subidas repentinas... Para poder pasar por todo esto sin problemas, se requiere un cassette con piñones de mayor tamaño.

Además, los cambios de marcha suelen ser más habituales que en carretera, ya que puedes pasar de ir por una pista forestal llana a ascender una cuesta técnica en poco tiempo. Esto requiere un importante salto entre marchas, por lo que cobra más importancia que las distancia entre piñones sea mayor para poder abarcar más marchas. Por tanto, mientras que en carretera es importante la fluidez en el cambio, en montaña lo es más que el salto entre piñones resulte efectivo.

Los cassettes de 10-11 velocidades resultan adecuados para este tipo de bicicletas, y están diseñados tanto para usarse junto a un plato doble o un monoplato, que cada vez está más extendido en el mundo MTB porque aporta fluidez y mayor alcance de las marchas. Un cassette de 10 velocidades con una relación de 11-42 dientes es ideal para una bicicleta de montaña, ya que te permite pasar sin problemas por cualquier tipo de terreno gracias a su enorme relación de piñones. Podrás pasar de rodar rápido por el llano a encarar una subida técnica y prolongada sin problemas con un cambio entre marchas rápido y efectivo.

El mejor mantenimiento que se le puede hacer a un cassette de bicicleta es limpiarlo adecuadamente. Lo más recomendable es aplicarle desengrasante corona a corona ayudándose de un cepillo específico y secarlo con un trapo, para que quede la transmisión siempre lo más limpia posible.

Un elemento importante que determinará el estado del cassette es la cadena de la bicicleta, ya que una cadena desgastada hará que se desgaste más rápidamente el cassette. Revisa el estado de desgaste de la cadena con el medidor, y cuando la cifra se aproxime a 0´75, será hora de cambiarla.

Si te fijas, los dientes de las coronas del cassette acaban en bisel, es decir, el borde está cortado oblicuamente y no en ángulo recto. Cuando el extremo de los dientes vaya dejando atrás esta forma de bisel y se vaya convirtiendo en punta, significará que el cassette necesita ser sustituido.

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