Transmisión entre ejes perpendiculares
Transmisión
entre ejes que se cortan
Los
engranajes suelen ser:
·
De dientes rectos:
engranajes cónicos.
·
De dientes
helicoidales: engranajes cónicos helicoidales.
Ambos tipos tienen las superficies
primitivas troncocónicas. Esta transmisión permite transferir esfuerzos
importantes pero, al mismo tiempo, se generan grandes fuerzas axiales.
Transmisión
entre ejes que se cruzan
Existen dos
formas básicas
Tornillo sinfín y
rueda cóncava: Tiene la ventaja
de que solamente se puede transmitir el movimiento del
tornillo a la rueda cóncava (corona) y nunca al revés, lo que
permite que se pueda utilizar en aplicaciones en las que una vez que el
motor se ha parado, no sea arrastrado por el propio peso.
Permite la transmisión de esfuerzos
muy grandes y a la vez tiene una relación de transmisión muy baja.
El mecanismo consta de una rueda
conducida dentada, y un tornillo, que es la rueda motriz.
Ejemplo de ello pueden ser los tornos
para sacar agua o subir materiales, ascensores, etc.
La relación de transmisión es:
1
|
|
I
|
= ------
|
Z
|
|
Engranajes
helicoidales
Relación de
transmisión: Llamamos Z1 al número
de dientes del engranaje de entrada o engranaje motriz, Z2 al número de dientes del engranaje de salida o engranaje conducido.
La relación de transmisión será:
V2
|
Z1
|
I = -------
|
=
-----
|
V1
|
Z2
|
En definitiva, la relación de transmisión
es igual al cociente entre el número de dientes de la rueda motriz y el número
de dientes de la rueda conducida.
La relación
de transmisión también se puede hallar en función del diámetro primitivo de la
ruedas. Llamamos dp1 al diámetro
primitivo de la rueda de entrada y dp2 al diámetro primitivo de la rueda de salida.
V2
|
dp1
|
I = ------
|
=
-----
|
V1
|
dp2
|
NOTA: Para que
dos engranajes puedan engranar entre sí es necesario que tengan el mismo módulo.
Momentos torsores
Cuando una fuerza actúa sobre un cuerpo
capaz de girar sobre un eje, produce un movimiento de rotación o giro. La
magnitud que mide la intensidad del giro se denomina momento torsor (es algo
así como la intensidad o potencia del empuje que hace girar el cuerpo).
Si la fuerza F que actúa es perpendicular
al radio de giro R en el punto donde se ejerce, el momento torsor, M ,se
calcula como el producto de ambas magnitudes
M = F · R
Cuanto mayor sea la fuerza ejercida o la
distancia el eje de giro, mayor será el momento torsor transmitido.
NOTA: Al momento torsor
también se le denomina par de fuerzas o par motor.
La relación de transmisión es igual al
cociente entre el momento torsor que resulta en la rueda motriz (M1) y el que se aplica en la rueda conducida (M2).
En
consecuencia, la relación de transmisión se puede poner también como.
M1
|
|
I
|
= ---------
|
M2
|
Tren
compuesto de engranajes
Si
disponemos dos o más árboles provistos de diversas ruedas dentadas de modo que
al menos dos de ellas giran solidariamente sobre el mismo árbol, obtenemos un
tren compuesto de engranajes.
El tren compuesto que aparece en la figura está formado por dos
engranajes simples, el formado por las ruedas 1 y 2, y el que forman las ruedas
3 y 4.
Suponiendo el árbol M como el árbol
motriz. Sobre él va montada la rueda 1, que actúa como conductora de la rueda
2.
El árbol I es un árbol intermedio. Sobre el que se monta la rueda 2
–conducida-, que recibe el movimiento de la 1, y la rueda 3, que actúa de
conductora y transmite el movimiento a la rueda 4.
El árbol R
es el árbol resistente.
La rueda 4 –conducida- recibe el
movimiento que transmite la rueda 3.
El cálculo
de la relación de transmisión es idéntico al del sistema de poleas compuesto.
Caja de velocidades
Cuando las ruedas dentadas pueden
desplazarse a lo largo de los ejes para formar diferentes engranajes simples,
se consigue que varíe la velocidad final en el árbol de salida manteniendo
constante la velocidad del árbol motor.
Este dispositivo se conoce con el nombre
de caja de velocidades y se utiliza en vehículos y máquinas de herramientas.
Tornillo sin fin
Es una pieza cilíndrica que dispone de
uno o varios filetes arrollados de forma helicoidal.
Se suele utilizar dentro el conjunto
tornillo sin fin – corona.
La corona
es una rueda dentada de dientes helicoidales cuyo ángulo de inclinación
coincide con el de los filetes del tornillo sin fin.
Transmite
el movimiento de rotación entre dos ejes perpendiculares, de manera que el
tornillo sin fin actúa siempre como elemento motor y la corona, como elemento
conducido.
Se consigue una drástica reducción del
movimiento y como consecuencia un notable aumento del momento resultante.
Junta Cardan
Se usa para transmitir un movimiento de
rotación entre dos ejes que pueden estar alineados o formando un ángulo entre
ellos.
Permite transmitir el giro entre dos ejes
que no son paralelos y cuya orientación relativa puede cambiar a lo largo del
movimiento.
Si se pretende comunicar el giro entre
dos ejes que formen un ángulo relativamente grande (mayor que 20º), se utilizan
dos juntas en serie.
Consta de
una cruz formada por dos brazos perpendiculares.
En cada uno de los brazos se
articula una horquilla fija en los extremos de cada eje. La cruz puede moverse
en las uniones con las horquillas.
La velocidad de giro de ambos ejes es la misma, por lo que la relación
de transmisión es 1.
Poleas con
correa
Este tipo
de transmisión está basado en la polea, y se utiliza cuando la distancia
entre los dos ejes de rotación es grande. El mecanismo consiste en
dos poleas que están unidas por una misma correa o por un mismo cable, y su
objetivo es transmitir el movimiento del eje de una de las poleas al de la otra.
Ambas
poleas giran solidarias al eje y arrastran a la correa por adherencia entre
ambas. La correa, a su vez, arrastra y hace girar la otra polea (polea
conducida o de salida), transmitiéndose así el movimiento.
Al igual
que en el caso de las ruedas de fricción, el número de revoluciones (o vueltas)
de cada eje vendrá dado por el tamaño de las poleas, de modo que, la polea
mayor girará a una velocidad más baja que la polea menor.
Basándonos
en esta idea, podemos encontrar dos casos básicos:
·
La polea de salida
(conducida) gira a menor velocidad que la polea de entrada (motriz). Este es un
sistema de poleas reductor de velocidad.
·
La polea de salida
gira a mayor velocidad que la polea de entrada. Este es un sistema de poleas multiplicador
de velocidad.
|
|
n2
|
D1
|
|
i
|
= -----
|
= -----
|
|
|
n1
|
D2
|
|
|
|
|
n2 es la velocidad de
la rueda conducida n1 es la velocidad de la rueda motriz
D1 : el diámetro de la rueda motriz
D2 :
el diámetro de la rueda conducida
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