TEMA “A”: TRANSMISIONES MECANICA

IMÁGENES DE LABORATORIO DE ELEMENTOS DE MAQUINA I

TRANSMISION DE ENGRANES DE DIENTES RECTOS

TRANSMISION DE TORNILO SIN FIN Y CORONA

TRANSMISION DE `POR FAJAS TRANSMISION DE ENGRANES DE DIENTES CONICOS

TRANSMISION DE EJE ESTRIADO FRONTAL

TRANSMISION DE ENGRANES RECTOS

TRANSMISION DE POR RODAMIENTOS

TRANSMISION DE ENGRANES HELICOIDALES

TRANSMISION DE ENGRANES RECTOS

CAJA DE CAMBIOS 2

CAJA DE CAMBIOS 1

ENGRANAJE DE TORNILLO SIN-FIN

I. GENERALIDADES:

Elemento roscado nunca va acompañado de una tuerca y si engrando con una tuerca con la que forma un mecanismo que permite una gran reducción de velocidades El tornillo Sin-Fin se puede considerar como una rosca trapecial con un ángulo ente flancos el doble del ángulo de presión.

II. NOMENCLATURA Y DEFINICIONES:

Perfil Real: Es el perfil al que se le aplica las notaciones relativas a un engranaje, obtenido, cortando el tornillo por un palmo perpendicular a la hélice del pillete en el diámetro primitivo. El Modulo y el paso correspondientes a este perfil son Modulo Real (Mr) y Paso Real (Pr) medio entre filetes consecutivos. Estos valores sirven para determinar las dimensiones del filete.

Perfil Oblicuo: Es el Perfil obtenido cortando al tornillo por un palmo axial. El Modulo y paso correspondiente a este perfil son el Modulo Oblicuo (Mo) y el Paso Oblicuo (po) medio entre dos filetes consecutivo

Inclinación del Filete: Está determinado por el ángulo “β”, formado por la tangente a la hélice primitiva con un plano perpendicular al eje de tornillo.

Angulo de la Hélice: Es la distancia entre dos espiras de un mismo filete media según una generatriz. Si el tornillo solo tiene un filete, el paso P de la hélice es igual al paso oblicuo (po)

III. PROPIEDADES Y USO:

La inmensa mayoría de los tornillos sin-fin emplea para conectar flecha perpendicular unas a otras, sin embargo su uso no está limitado a este ángulo. Se puede para diseñar para grandes proporciones de reducción de espacios muy compactos. Una forma simple del tornillo sinfín, ilustrada en precisamente en un engranaje helicoidal. La superficie primitiva son cilíndricas y los dientes tiene contacto sobre un punto. Este es adecuado para únicamente para cargas ligeras.

IV. MECANISMO DEL TORNILLO SIN-FIN: Los mecanismo de tornillo Sin-Fin están especialmente indicados para producir el número de revoluciones de un accionamiento a otro número más bajo en el árbol inducido. La relación entre los números de revoluciones motrices a las del árbol inducido es muy grande en este mecanismo

V. MODO DE FUNCIONAMIENTO DE UN TORNILLO SIN-FIN: Un mecanismo de tornillo Sin-Fin consta del tornillo Sin-Fin y una Rueda Helicoidal. Su diferencia de un a engranaje frontal o de uno de rueda cónica por ser piezas de distinto tipo de otra. El mecanismo se designa de un tornillo o helicoidal porque en él y el contra flanco realizan entre si movimiento helicoidal. El tornillo Sin-Fin actúa como tal tornillo y la rueda Helicoidal podemos considerarla a su tuerca correspondiente

VI. ZONAS CRÍTICAS DEL TORNILLO SINFÍN. El tornillo sinfín en estudio tiene 4 zonas críticas, que, por su función a desempeñar en el elemento, requiere que sus defectos dimensionales y sus defectos geométricos se encuentren comprendidos dentro de un límite el cual debe respetarse porque, si se sobrepasa, perjudica la función del elemento indica las zonas críticas. El establecimiento de tolerancias, se realizará inicialmente a las zonas críticas A, C y D, la zona crítica B se analizará después.

VII. PLANO DE LOCALIZACION DE TOLERANCIAS La figura muestra la disposición de tolerancias y ajustes que se aplican al tornillo sinfín en estudio En el orden de referencia se especificarán breves recomendaciones para la elección de los parámetros

VIII. CAPACIDADES DE POTENCIA DE UN MECANISMO DE TORNILLO SIN FIN: Cuando se utilizan estos dispositivos intermitentemente o a velocidades bajas del engrane la resistencia a la flexión de los dientes del engrane puede llegar a ser el factor de diseño principal. Puesto que los dientes del sinfín son intrínsecamente más resistentes que los de su engrane, por lo general no se los calcula aunque pueden utilizarse los métodos para calcular los esfuerzos en los dientes de un tornillo. Los dientes de los engranes de sinfín son gruesos y cortos en los bordes de la cara y delgados en el plano central; esto hace difícil determinar el esfuerzo por flexión. Earle Buckingham adapta la ecuación de Lewis como sigue: Dónde puesto que la ecuación solo es una aproximación poco precisa no se considerara la concentración de esfuerzos. También por esta razón, los factores de forma no están relacionados con él número de dientes sino solamente con el ángulo de presión normal.

IX. APLICACIÓN DEL TORNILLO SINFÍN A NIVEL DE MAQUINAS INDUSTRIALES “CAJAS REDUCTORAS” Las cajas reductoras son mecanismos ampliamente utilizados para el accionamiento de infinidad de máquinas a nivel industrial, su propósito general es reducir la velocidad y transmitir potencia.

REDUCTOR DE VELOCIDAD DE TORNILLO SINFÍN-CORONA

Como su nombre lo indica, utilizan un tornillo sin fin y una corona como elementos de transmisión. Es considerado como el tipo de reductor más simple y el más usado en la industria. La relación de velocidad entre el número de vueltas del tornillo y el número de vueltas del árbol es muy grande, una vuelta del tornillo sin fin indica el avance de un diente de la corona, este funcionamiento reduce drásticamente la velocidad de giro del eje conducido lo cual a su vez genera una elevada ganancia mecánica.

VARIACIONES DEL REDUCTOR DE TORNILLO SINFÍN-CORONA.

a) Fuerzas en el engranaje sinfín

Laboratorio

A continuación veremos algunas imágenes que fueron tomadas en el laboratorio sobre nuestro Transmisión de Tornillo Sin-Fin:

Vista superior

Vista Lateral RUEDA CORONA . Vista de los Rodamientos

X. MATERIAL DE LA CORONA:

SAE 62

DENOMINACION: Bronce Alto Estano

DESCRIPCION: Excelente Bronce Al Estano De Gran Resistencia Al

Desgaste Y Al Ataque De Elementos Acidos.

USOS: Magnifico bronce al estaño, de gran resistencia al desgaste y al

ataque de elementos ácidos. Especialmente indicado para usarse en engranes, coronas, elementos de máquinas, campanas y en general para piezas que requieran un bronce fino y muy estable.

TEMA “B”: CAJA VELOCIDADES

I. Caja de Velocidades Es el elemento encargado de acoplar el motor y el sistema de transmisión con diferentes relaciones de engranes o engranajes, de tal forma que la misma velocidad del cigüeñal puede convertirse en distintas velocidades en las ruedas. La caja de cambios tiene la misión de reducir el número de revoluciones del motor e invertir el sentido de giro en las ruedas, cuando las necesidades de la marcha así lo requieren. Va acoplada al volante de inercia del motor, del cual recibe movimiento a través del embrague. Acoplado a ella va el sistema de transmisión.

Constitución de la caja de cambios

La caja de cambios está constituida por una serie de ruedas dentadas dispuestas en tres árboles. • Árbol primario. • Árbol intermedio. • Árbol secundario. • Eje de marcha atrás. Todos los árboles se apoyan, por medio de cojinetes, en una carcasa llamada cárter de la caja de cambios, que suele ser de fundición gris, aluminio o magnesio y sirve de alojamiento a los engranajes, dispositivos de accionamiento y en algunos casos el diferencial, así como de recipiente para el aceite de engrase.

1. Tapa inferior

2. Tapón para controlar el nivel del aceite

3. Árbol intermediario

4. Carter de la caja de cambios

5. Piñón de toma constante del árbol intermediario

6. Cojinete delantero del árbol intermediario

7. Tornillo

8. Arandela

9. Árbol primario

10. Tapa delantera

11. Cojinete trasero del árbol primario

12. Carter del embrague

13. Respiradero

14. Piñón de toma constante del árbol primario

15. Cojinete de agujas

16. Corona dentada del sincronizador de la cuarta

velocidad

17. Manguito deslizante del sincronizador de la

cuarta y tercera velocidad

18. Anillo de bloqueo del sincronizador

19. Muelle del sincronizador

20. Piñón de la tercera velocidad

21. Piñón de la segunda velocidad

22. Cubo del manguito deslizante del sincronizador

de la primera y segunda velocidad

23. Árbol secundario

24. Piñón de la primera velocidad

25. casquillo del piñón

26. cojinete intermedio del árbol secundario

27. piñón de marcha de retroceso

28. funda exterior

29. varilla de la palanca para el cambio de

velocidades

30. almohadilla de tope

31. casquillo elástico

32. casquillo distanciado

33. casquillo de cierre

34. funda interior

35. arandela esférica del apoyo rotula

36. palanca del cambio de velocidades

37. tapa trasera

38. reten

39. tuerca

40. muelle de la empaquetadura

41. anillo centrador del manguito elástico

42. empaquetadura del anillo centrador

43. brida del manguito elástico

44. cojinete trasero del árbol secundario

45. Casquillo separador

46. Horquilla para meter la marcha de retroceso

47. Piñón intermedio de la marcha de retroceso

48. Piñón de la marcha de retroceso

49. Manguito deslizante del sincronizador de la I° y

II° velocida

Sincronizador de la caja de cambios: Este sincronizador es uno de los más utilizados para sincronizar la velocidad de giro de dos engranajes antes de conectarlos Tres chavetas de metal con un resalto se colocan en unos alojamientos del cubo son empujadas hacia afuera por los resortes radiales haciendo que los resaltos encajen en un rebaje interno del collarín manteniéndolos centrados entre sí, cuando el sincronizador esta armado el cubo se mantiene fijo en el eje de salida y el collarín se puede desplazar sobre él El anillo de fricción echo de bronce tienen tres rebajes que calzan con las chavetas y la superficie cónica interior calza con la superficie cónica del engranaje tiene finas ranuras echas en la superficie interna y unos dientes en la periferia que calzan con los dientes internos del collarín los rebajes son más anchos que las chavetas para que el anillo tenga un desplazamiento radial entonces los dientes pueden moverse con respecto a los dientes del collarín cuando el collarín se desplaza empuja a las chavetas contra el anillo de fricción que roza contra el engranaje logrando que las ranuras internas rompan la película de aceite para que se produzca fricción la diferencia de velocidad entre ambos componentes causa que el anillo rote hasta donde se lo permita las chavetas mientras los dientes del anillo de fricción y del collarín se encuentra desalineados el collarín no se puede desplazar para lograr la conexión la fuerza ejercida por el conductor empuja al collarín contra los dientes del anillo de fricción aumentando el roce contra el engranaje hasta que los componentes comienzan a girar a la misma velocidad ahora los dientes se acomodan y el collarín se puede desplazar para lograr la conexión definitiva de esta manera se logra cambios suaves y rápidos sin mayor esfuerzo del conductor

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COMENTARIOS CONSTRUCTIVOS VISTOS EN EL LABORATORIO 1) En esta imagen se puede pareciar un eje primario que recibe el movimiento a través del

embrague y lo transmite a un eje intermediario. Éste a su vez lo transmite a un eje

secundario de salida, coaxial con el eje primario, que acciona al grupo de engranajes

unidos mediante un eje.

2) Constituida una caja de cambios como se ha explicado, las distintas

relaciones se obtienen por la combinación de los diferentes piñones, en

consecuencia con sus dimensiones.

3) La toma de velocidad se consigue por medio de sincronizadores, compuestos

esencialmente por un conjunto montado en un estriado sobre el eje secundario,

pudiéndose desplazar lateralmente un cierto recorrido. En este desplazamiento sobre

el estriado el sincronizador se acopla con los piñones que giran locos sobre el árbol secundario.

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4) Al desarmar la caja de cambio se observó la cinta de freno que consiste en una cinta

que rodea un tambor metálico. Este tambor puede estar fijado al piñón planeta tal como

se mostró en el laboratorio a su vez puede ser la superficie exterior de la corona de

engrane interior.

Cuando la cinta de freno esta aplicada, queda inmovilizado el piñón planeta y el engranaje epicicloidal actúa como un reductor de velocidad.

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5) En ambos tipos de cajas manuales los piñones utilizados actualmente en los ejes son

de dentado helicoidal, el cual presenta la ventaja de que la transmisión de par se

realiza a través de dos dientes simultáneamente en lugar de uno como ocurre con el

dentado recto tradicional.