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Ruedas de fricción transmisión por correa engranajes

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Ruedas de fricción transmisión por correa engranajes

  1. 1. MECANISMOS QUE TRANSFORMAN MOVIMIENTOS DE ROTACIÓN EN OTRA ROTACIÓNLa principal utilidad de este tipo de mecanismos radica en poder aumentar o reducir la velocidad de girode un eje tanto cuanto se desee; por ejemplo, un motor eléctrico o un motor de combustión interna deautomóvil proporcionan una velocidad de giro alta, que en la mayor parte de los casos será precisodisminuir para que resulte de utilidad. Por el contrario, en los motores de combustión interna utilizados enbarcos, la velocidad de giro de su eje es pequeña y resulta conveniente elevarla.Dentro de este tipo de mecanismos se encuentran:- Las ruedas o rodillos de fricción.- Los conos de fricción.- Los sistemas de transmisión por correa o por cable.- Los sistemas de transmisión por cadena.- Los engranajes cilíndricos y cónicos.Estos mecanismos también pueden transformar una rotación continua en otra alternativa. Un ejemplo esel mecanismo árbol de levas-seguidor-balancín del motor de un automóvil, que abre y cierra las válvulasde admisión y escape.Ruedas de fricciónEste mecanismo está compuesto por dos discos o ruedas cuyas periferias se encuentran en contacto. Ala rueda impulsora se le comunica una rotación que se transmite por fricción (rozamiento) a la ruedaconducida. La superficie de contacto debe tener un coeficiente de rozamiento alto, siendo frecuenteutilizar goma con esta finalidad.Normalmente se emplea el subíndice 2 para designar la rueda más pequeña, que por lo general es laimpulsora, y el 3 para la grande, ya que el 1 es el bastidor. La rueda impulsora –que transmite elmovimiento- se llama piñón, y la seguidora, rueda.En el punto de contacto entre ambas ruedas no existe deslizamiento, lo que significa que la velocidad degiro del punto de la rueda 2 que está es la misma que la velocidad del punto haciendo contacto con larueda 3 de la rueda 3 que está haciendo contacto con la 2. Y como las dos ruedas están realizando unmovimiento de rotación pura se cumplirá:El cociente entre la velocidad de la rueda seguidora y la de la impulsora se denomina relación detransmisión, i. Para una determinada rotación ? 2 que se comunique a la rueda impulsora, la velocidad desalida ? 3 será tanto mayor cuanto mayor sea el radio, R2, de la rueda impulsora y menor el de la ruedaseguidora, R3.
  2. 2. Una peculiaridad importante de las ruedas de fricción es que el sentido de rotación de ambas es opuesto.Si la distancia entre los dos ejes es pequeña se pueden utilizar ruedas de fricción interiores. Se trata deun mecanismo compuesto también por dos ruedas o discos, aunque en este caso el contacto se realizaen la periferia exterior de un disco y la interior del otro. La transmisión del movimiento se lleva a cabotambién por fricción.La relación de transmisión viene dada por la misma expresión que en el caso anterior:El sentido de giro de las dos ruedas es el mismo.Como la transmisión del movimiento se realiza mediante fricción, estas ruedas no se emplean para latransmisión de potencias grandes, puesto que si así fuese las ruedas deslizarían.Sistemas de transmisión por correa lisa.Este tipo de transmisión está basado en la polea, y se utiliza cuando la distancia entre los dos ejes derotación es grande. El mecanismo consiste en dos poleas que están unidas por una misma correa, y suobjetivo es transmitir la rotación del eje de una de las poleas al de la otra.La velocidad de cualquier punto de la correa debe ser la misma, pues de lo contrario se rompería odestensaría. Por otra parte, la correa no debe deslizarse sobre las ruedas; por lo tanto, la velocidad decualquier punto de la correa en contacto con la rueda debe ser igual. Teniendo esto en cuenta, lavelocidad de la correa en los puntos P2 y P3 ha de ser la misma e igual a la velocidad de las poleas enun punto de su periferia. De esta forma, se tieneque, como se puede observar, es la misma relación de transmisión que en el caso de las ruedas defricción.Los ejes de las dos poleas no tienen que ser paralelos como en el caso de las ruedas de fricción; puedencortarse o cruzarse en el espacio, puesto que la correa es flexible.En el esquema anterior los sentidos de rotación de las dos poleas son iguales, aunque se puedeconseguir que sean distintos cruzando la correa.Según la forma geométrica de su sección, las correas pueden ser redondas, trapezoidales o planas.En los sistemas de transmisión el rozamiento ejerce una doble influencia.
  3. 3. Por una parte, existe el rozamiento del eje con el cojinete que produce pérdidas en la potenciatransmitida.El segundo efecto del rozamiento viene determinado por el hecho de que la correa no debe resbalarsobre la polea; es decir, no se debe vencer la fuerza de rozamiento existente entre ambas. Si la correaresbalase, la polea no giraría; es decir, no se transmitiría potencia de un eje a otro. Interesa, por lo tanto,que el coeficiente por rozamiento sea grande.Por este motivo, la correa más usada es la trapezoidal, pues en ella el agarre a la polea es mayor que enlas otras.Estas transmisiones se utilizan mucho en los motores de automóviles, por ejemplo, para mover elventilador o el alternador.Sistemas de transmisión por cadena o correa dentadaEste tipo de sistemas de transmisión es muy parecido a la transmisión por correa lisa; la diferenciaestriba en que en este caso las dos ruedas poseen una serie de salientes denominados dientes, y lacadena tiene una serie de huecos en los que los dientes encajan perfectamente. Con esta modificación latransmisión deja de producirse por fricción entre correa y polea y no existe por lo tanto problema algunode deslizamiento.La relación de transmisión es igual que en la transmisión por correa, y viene dada por el cociente entre lavelocidad de la rueda seguidora y la de la impulsora; o, lo que es lo mismo, por el cociente entre elnúmero de vueltas giradas por ambas ruedas en el mismo tiempo. Puesto que la cadena no se desliza,cada vez que la rueda impulsora avance un diente también lo hará la seguidora. Así se tiene que, cuandola rueda impulsora da una vuelta completa, la cadena avanza Z dientes y la rueda seguidora dará Zi / Zsvueltas; de esta forma, la relación de transmisión es:La rueda pequeña se llama piñón, y la grande rueda. Un ejemplo característico de este tipo demecanismos existe en las bicicletas, que disponen, por regla general, de dos ruedas o catalinas y 6piñones.Engranajes cilíndricosLa transmisión por engranajes cilíndricos se utiliza para transmitir un momento de rotación de un eje aotro. Este sistema consta de dos ruedas o cilindros con una serie de salientes denominados dientes y de
  4. 4. huecos que encajan perfectamente en los dientes de la otra rueda. Así, la transmisión del movimiento serealiza por empuje de los dientes que encajan en los huecos de la otra rueda.La rueda de menor número de dientes recibe el nombre de piñón, y la de mayor número de dientes sedenomina rueda.Al igual que en la transmisión por cadena, la relación de transmisión es:Este tipo de mecanismos se utiliza cuando las potencias que se quieren transmitir son elevadas y ladistancia entre los ejes no demasiado grande.El perfil de los dientes debe ser tal que la relación de transmisión se mantenga constante en todomomento.Los dientes tallados en las ruedas pueden ser de dos tipos:- Dientes rectos.- Dientes helicoidales.También, el dentado de una rueda puede ser de un tipo y el de la otra rueda de otro tipo.Dientes rectosLos dientes se encuentran dispuestos paralelamente al eje de giro del engranaje. Son los más sencillosde fabricar. En un determinado instante sólo está engranado un diente de un cilindro con un hueco delotro y, al pasar de estar engranado un diente a engranar el siguiente, se produce un ligero golpeteo; poresto, únicamente se pueden utilizar para transmitir pequeñas potencias.Dientes helicoidalesEn este caso los dientes no se encuentran paralelos al eje de giro del engranaje, sino que son trozos dehélices enrolladas alrededor de un cilindro o rueda que forma con el eje un ángulo ß.Son más difíciles de fabricar, pero se pueden utilizar para transmitir potencias elevadas. En undeterminado instante están engranados varios dientes y de esta forma al repartirse los esfuerzos sepuede transmitir más potencia, no se produce golpeteo y la transmisión resulta menos ruidosa que condientes rectos.Los engranajes cilíndricos con dentado helicoidal se pueden utilizar para transmitir el movimiento entreejes que se cruzan o que son paralelos. El sentido de giro puede ser el mismo o el contrario que el deentrada.
  5. 5. Engranajes cónicosLa transmisión por engranajes cónicos se utiliza para transmitir un par de rotación existente en un eje aotro que no es paralelo al primero. Consta de dos conos truncados provistos de una serie de dientes y dehuecos que encajan perfectamente en los dientes del otro cono.Este mecanismo se deriva de las ruedas troncocónicas de fricción, pero en este caso -al igual que en losengranajes cilíndricos- la transmisión del movimiento se realiza por empuje de los dientes.La relación de transmisión es:Al igual que en engranajes cilíndricos, el tipo de dentado puede ser recto o helicoidal.El dentado de tipo recto se utiliza para ejes que se cortan, y el de tipo helicoidal para ejes que se cortan oque se cruzan.En el dentado de tipo helicoidal los apoyos del eje también deben soportar reacciones de tipo axial.Leva-seguidor oscilanteUna leva es un elemento impulsor que sirve para transmitir el movimiento a otro eslabón seguidormediante contacto directo. La leva realiza un movimiento de rotación continua y el eslabón seguidorpuede realizar un movimiento lineal alternativo o de rotación alternativo.En el caso que nos ocupa, el eslabón seguidor realiza movimientos de rotación alternativos hacia arriba yabajo, y se denomina seguidor oscilante.
  6. 6. El eslabón seguidor debe estar en contacto en todo momento con la leva. En el dispositivo de lailustración esto se consigue por gravedad, pero en otros casos será necesario incorporar un muelle o unelemento que garantice el contacto.El mecanismo leva-seguidor es muy sencillo, poco costoso y además permite movimientos complejos enel eslabón seguidor; por estas razones se incorpora frecuentemente en la fabricación de maquinariamoderna.En este mecanismo se basa el árbol de levas-seguidor balancín que se utiliza, por ejemplo, para abrir ycerrar las válvulas de admisión y escape en el motor de combustión interna de un automóvil. El cierre dela válvula se produce por medio de un muelle, y la apertura se realiza cuando la leva empuja hacia arribaal seguidor que hace girar al balancín oscilante y empuja hacia abajo la válvula.

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