piñón

Una rueda dentada es una rueda con dientes duros espaciados uniformemente alrededor de su circunferencia, diseñada para engranar con los eslabones de una cadena o las perforaciones de una correa dentada. Los dientes no tienen una forma aleatoria; cada diente está perfilado con precisión para engranar suavemente con los pasadores y rodillos de la cadena a medida que la rueda dentada gira, convirtiendo el movimiento de rotación entre ejes o cambiando la velocidad y el par a través de la relación de transmisión. Las ruedas dentadas son fundamentales para la transmisión de potencia en maquinaria que va desde bicicletas hasta transportadores industriales.

La geometría de la rueda dentada está estandarizada por el paso, que es la distancia entre los centros de los dientes adyacentes, medida en pulgadas o milímetros. Los pasos comunes en entornos industriales incluyen 0.5 pulgadas, 0.625 pulgadas y 1 pulgada, cada uno adaptado a los tamaños de cadena correspondientes. El número de dientes en una rueda dentada dicta su diámetro y, combinado con la rueda dentada con la que engrana, determina la relación de velocidad. Una rueda dentada de 20 dientes que impulsa una rueda dentada de 40 dientes crea una reducción de velocidad de 2:1 y un aumento de par de 2:1.

Los materiales varían según el uso. Las ruedas dentadas de acero dulce son adecuadas para maquinaria general; el hierro fundido funciona para aplicaciones más lentas; los dientes de acero endurecido y rectificado prolongan la vida útil bajo cargas pesadas. El acero inoxidable resiste la corrosión en el procesamiento de alimentos y entornos marinos. El desgaste de los dientes es el principal modo de falla: las superficies de contacto se deforman bajo estrés repetido, la cadena comienza a saltar dientes y la vibración y el ruido aumentan hasta que el reemplazo se vuelve urgente.

Las ruedas dentadas tensoras, ruedas más pequeñas con menos dientes, a menudo se colocan para tensar la holgura de la cadena o guiar la trayectoria de la cadena sin transmitir una potencia significativa. Las ruedas dentadas impulsadas reciben potencia; las ruedas dentadas motrices la entregan. En sistemas de varias etapas, un solo eje puede llevar varias ruedas dentadas de diferentes tamaños para impulsar diferentes cadenas con diferentes relaciones.

El nombre deriva de un verbo obsoleto que significa sobresalir o proyectar; los dientes literalmente sobresalen de la cara de la rueda. Las ruedas dentadas se diferencian de los engranajes en que engranan una cadena en lugar de otro engranaje; esto permite que los ejes desalineados transmitan potencia con menos precisión en el montaje, menor ruido y lubricación más simple, aunque con más holgura y desgaste que los accionamientos de engranajes. En el uso automotriz y de motocicletas, las ruedas dentadas delanteras y traseras son críticas para la relación de transmisión final y la eficiencia del combustible.