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Transmisiones y acoplamientos

Enviado por erik alejandro Mireles Ornelas

1. Caractersticas de las transmisones

1. Caractersticas de las transmisones

Transmisin de movimiento y esfuerzos

Junto a una estructura resistente una maquina necesita un aparato motor que lle permita transmitir movimientos y realizar los trabajos para los que ha

sido diseada. Esto requiere reducciones en las velocidades de rotacin de un motor, transformacin de movimientos circulares en lineales. etc. Para

poder desarrollar el aparato motor de modo adecuado conviene conocer cuales son las posibilidades que ofrece el sistema. Estos sistemas empleados

para trasnsformar los movimientos y esfuerzos son llamados transmisiones.

Transmisiones entre ejes paralelos

La transmisin de movimiento y esfuerzos entre ejes paralelos se hace utilizando engranajes rectos, poleas o cadenas.

Cadena

Otro sistema que se utiliza en transmisiones entre ejes paralelos es la cadena, que podremos utilizar junto a los engranajes rectos.

los dos elementos de la figura: el primero es una cadena sin ms, mientras que la segunda permite disear orugas que sustituyan las ruedas de un

vehculo (o arrastrar otro conjunto de piezas). Este segundo elemento permite tambin disear una cinta transportadora

Cadena Simple

Cadena Doble

Cadena Triple

En la figura anterior se pueden observar cadenas y ruedas dentadas que se aplican en las transmisiones entre ejes paralelos.

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Poleas La segunda opcin que se ofrece para transmitir movimiento y fuerza entre ejes paralelos es utilizar poleas. Este sistema permite aumentar la

distancia entre ejes. Adems, el sentido de giro de los dos ejes ser el mismo. Sin embargo, la transmisin de movimiento y esfuerzos por medio de

engranajes ofrece mayor precisin y capacidad para transmitir mayores esfuerzos.

Transmisiones entre ejes que se cortan

Cuando hay que transmitir movimiento y esfuerzos entre ejes que se cortan se utilizan los engranajes cnicos.

Transmisiones entre ejes que se cruzan

Cuando dos ejes se cruzan se utiliza la combinacin tornillo sinfn - corona (en nuestro caso la corona ser un engranaje recto). Por medio de estas

combinaciones se consiguen grandes relaciones de transmisin. En este engranaje el tornillo sinfn siempre ser el conductor y la corona la conducida.

Transformacin del movimiento

Mecanismo pion / cremallera

El mecanismo pion cremallera se utiliza para transformar un movimiento de rotacin en un movimiento rectilineo.

Mecanismo tornillo / tuerca

El mecanismo tronillo/tuerca es de uso habitual cuando se necesita un movimiento rectilineo en mquina-herramientas (aunque hoy en da est siendo

sustituido por el husillo a bolas).

Mecanismo biela / manivela

El mecanismo biela/manivela se utiliza para transformar el movimiento rectilneo en circular, o viceversa. Al contrario de los dos mecanismos

anteriores, en este caso el movimiento rectilneo es de vaivn.

Un ejemplo de la transformacin de movimiento rectilneo en circular se encuentra en el motor de un automvil (pistn - biela - cigeal) o en las viejas

locomotoras a vapor. En el caso contrario se encuentran los compresores de aire alternativos. .

Mecanismo leva / seguidor

Una leva convierte un movimiento de rotacin en un movimiento alternativo. En un motor de explosin las levas abren y cierran las vlvulas de los

cilindros.La forma de las levas es variable dependiendo de la utilidad a la que se destinan.

Diferencial

Cuando un vehculo gira, las ruedas de un lado describen un recorrido de mayor longitud que las del otro, as que si no se desea que se produzca un

deslizamiento las velocidades de las ruedas no podrn ser iguales.

Cuando se monta un robot mvil con las ruedas de los dos lados movidas por un solo motor conviene utilizar un diferencial. Para ello combinaremos el

elemento de la figura con tres engranajes cnicos. El diferencial puede ser til en otros casos, por ejemplo, cuando se controlan dos movimientos con

un solo motor. Si uno de los movimientos llega a un tope el otro podr continuar sin problemas.

Tornillo sin tornillo sinfn y rueda elicoidal

Este mecanismo se compone de un tornillo cilndrico o hiperblico y de una rueda (corona) de diente helicoidal cilndrica o acanalada. Es muy eficiente

como reductor de velocidad, dado que una vuelta del tornillo provoca un pequeo giro de la corona. Es un mecanismo que tiene muchas prdidas por

roce entre dientes, esto obliga a utilizar metales de bajo coeficiente de roce y una lubricacin abundante, se suele fabricar el tornillo (gusano) de acero y

la corona de bronce. En la figura de la derecha se aprecia un ejemplo de este tipo de mecanismo.

En la siguiente figura se aprecia una gata de tornillo accionada por un mecanismo tipo tornillo sin fin y rueda helicoidal, creada a partir de los planos de

Leonardo, una manivela manual gira el tornillo que mueve la rueda helicoidal, la cual tiene un agujero roscado con el cual se conecta al eje que sube el

peso.

2. Caractersticas de los acoplamientos

Introduccin

Acoplamiento: Un acoplamiento o cople es un dispositivo qire se utiliza para unir dos ejes en sus extremois con el fin de transmitir potencia . Existen

dos tipos generales de coples rigidos y flexibles

Los acoplamientos son sistemas de transmisin de movimiento entre dos ejes o rboles, cuyas misiones son asegurar la transmisin del movimiento y

absorber las vibraciones en la unin entre los dos elementos.

Las vibraciones son debidas a que los ejes no son exactamente coaxiales. Hay desalineaciones angulares o radiales, aunque lo normal es que se presente

una combinacin de ambas.



Idealmente la relacin de transmisin es 1, pero a veces un eje puede tener ms velocidad en un intervalo del ciclo que en otro.

Algunos tipos de acoplamientos pueden funcionar como "fusible mecnico", permitiendo su rotura cuando se sobrepase cierto valor de par,

salvaguardando as partes delicadas de la instalacin que son ms caras. Esto se consigue fabricando el acoplamiento o parte de l con materiales menos

resistentes o con secciones calculadas para romper con un determinado esfuerzo.

El termino acoplamiento o cople se le da a un dispositivo que se utiliza para unir dos ejes en sus extremos con el fin de transmitir potencia . existen dos

tipos generales de acoplamientos rigidos y flexibles .

Los acoplamientos rigidos se disean para unir dos ejes en forma aplretada de manera que no sea posoble que se genere movimiento relativo entre ellos.

Este diseo es deseable para ciertos tipos de equipos para los cuales es deseable que alla una alineacin precisa de dos ejes que puede lograrse . En tales

casos , el cople debe disearse de manera que sea capaz de transmitir el torque en los ejes .

En la figura se muestra un cople rigido comon , en el cual los rebordes o pestaes se montan en los extremos de cada eje y se unen por medio de una

serie de tornillos . asi la trayectoria de la carga del eje impulsor hacia su pestaa, m4ediante los tornillos , hacia la pestaa que embona y hacia fuera al

eje que es impulsado . el torque coloca a los tornillos ante esfuerza de corte . Las fuerza total de corte en los tornillos depende del radio

Diferentes clases de acoplamientos

Los acoplamientos se clasifican en funcin de la posicin del eje geomtrico de los rboles que se han de conectar. Los principales tipos de

acoplamiento son: los rgidos, los flexibles, los hidrulicos y los magnticos.

El modelo rgido no permite desalineaciones. Distinguimos 3 tipos:

De manguito: Los ejes se unen mediante una pieza cilndrica hueca. No admiten desalineaciones. Se suelen usar para ejes muy largos que no se

pueden hacer de una pieza. Presentan el inconveniente de tener que separar los ejes para sustituirlos, lo cual puede resultar complicado en

algunos casos.

De manguito partido: Parecidos a los anteriores, pero el acoplamiento est hecho en 2 piezas, que aseguran la transmisin con la presin de los

tornillos. Permiten la sustitucin sin tener que desmontar los ejes.

De brida o de plato: Consta de dos platos forjados con el eje o encajados en ambos rboles y asegurados por pernos embutidos. Los de este ltimo

tipo tienen una pieza cnica para que la presin de los tornillos apriete las bridas contra los ejes, asegurando as que no haya rozamiento. Se utiliza

por ejemplo para unir una turbina y su alternador, conexin que exige una perfecta alineacin

Acoplamientos Flexibles

El modelo flexible admite desalineaciones. Se puede clasificar en dos grandes grupos:

Rgidos a torsin: No amortiguan vibraciones a torsin. Dentro de este grupo encontramos otros subgrupos:

Junta Cardan: Permiten elevados desalineamientos, tanto angulares como radiales. De hecho, se suelen usar para transmitir movimiento

entre ejes paralelos. El problema que presentan es que hay oscilacin en la velocidad de salida. Para evitarlo se recurre al sistema con doble

junta Cardan, que consta de un eje intermedio. Para asegurar que se mantiene la velocidad, el ngulo debe ser el mismo en las dos

articulaciones y los ejes de las dos articulaciones deben ser paralelos.



Juntas homocinticas: Poseen una pieza intermedia con bolas, lo cual permite elevadas desalineaciones. Son tpicas en automocin (caja de

cambios-rueda). Se adjuntan imgenes de dos tipos de jaulas para alojar las bolas.

- Junta Oldham: Como en el caso anterior, presenta una pieza intermedia. En este caso se trata de una pieza cilndrica con dos salientes prismticos

perpendiculares. Admite desalineaciones radiales.

- Flexible dentado: Unos dientes son los que se encargan de transmitir el movimiento. No llevan la evolvente normal, sino que estn redondeados en la

cabeza para permitir desalineaciones angulares (elevadas) y radiales (pocas). Tambin permite desalineaciones axiales, dependiendo de la longitud de

los dientes.

Una variacin de este tipo de acoplamiento bastante abundante en los catlogos comerciales, es

el siguiente, en el que la corona exterior que une a las dos bridas en las que se acoplan los ejes, se construye de plstico, permitiendo cierto grado de

amortiguamiento.

De cadena: Consta de dos bridas unidas a los ejes mediante prisioneros y de una cadena doble, que engrana sobre unos dientes. Fcilmente desalineable.

Adjunto un ejemplo con cadena de plstico.

- De barriletes: Parecido al dentado, slo que los dientes son abombados. Permite desalineaciones. Usado en sistemas de elevevacin (polipastos).

Acoplamientos Elasticos

Acoplamientos elsticos. Absorben vibraciones a torsin. La transmisin del par no es instantnea. Clasificacin:

- De diafragma elstico: Se caracteriza por presentar los platos provistos de pernos de arrastre, cuyo movimiento se produce a travs de una conexin

elstica. Admite desalineaciones.

- De resorte serpentiforme: Formado por dos bridas con almenas por las que pasa un fleje en zig-zag.

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- De manguito elstico: Es cilndrico pero con muchos cortes radiales, dando la apariencia de un muelle. Permite mucha desalineacin y es de reducido

tamao, si bien no permite la transmisin de elevados pares. Muy utilizado en electrodomsticos.

- Semielstico de tetones: Formado por dos bridas unidas por pernos, pero separadas por un material elstico.

- De banda elstica: Formado por dos bridas unidas por una banda de caucho.

Una variacin de este tipo podra ser la que se muestra en la siguiente figura:

- De elastmero: Formados por dos bridas almenadas separadas por una pieza intermedia elstica. Muy usados para baja y media potencia (cermica).

- De eje flexible: El eje es de una aleacin de bronce y permite desalineamientos.

El acoplamiento hidrulico se distingue por la presencia de un crter que se llena con aceite especial, dentro del cual hay un rotor solidario del rbol

que es mvil y rige la rotacin del mecanismo. La fuerza centrfuga generada por la rotacin impulsa al aceite al exterior accionando un segundo rotor

que, a su vez, pone en marcha el rbol de transmisin.

En el acoplamiento magntico, la unin se consigue de modo suave y de fcil regulacin a travs de de la accin magntica, para lo cual se dispone una

mezcla de aceite y limaduras de hierro (en proporcin 1:10) entre las superficies paralelas de dos platos; al pasar a travs de esa mezcla una corriente de

intensidad dbil, las limaduras se magnetizan y accionan los platos. El desacoplamiento se consigue mediante la desmagnetizacin de las limaduras.

En el ejemplo que he obtenido de internet, el funcionamiento es distinto, ya que hay imanes permanentes en los dos cilindros en los que se acoplan los

ejes.

Existe una variante electromagntica, que se muestra en la figura:

Autor:

Erik Alejandro Mreles rnelas

23 aos estudia la carrera de ing. Qumico

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