2.11 cajas de cambios.conceptos element ales
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Cajas de cambios, conceptos elementales.Cajas de cambios, conceptos elementales.
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2.11 Cajas de cambios. Conceptos elementales (1)
CuandoCuando conectamosconectamos dosdos engranajes,engranajes, alal engranajeengranaje queque transmitetransmite elelmovimientomovimiento yy elel par,par, lele llamamosllamamos motriz,motriz, yy alal queque eses movidomovido lele llamamosllamamosconducidoconducido..
1 m1 m 2 m2 m
100 kg100 kg
EngranajeEngranajemotrizmotriz
EngranajeEngranajeconducidoconducido
ElEl engranajeengranaje motriz,motriz, tienetiene unun radioradio dede 11 m,m,giragira aa 10001000 RPMRPM yy transmitetransmite unun par par dede 100100kgkg por por 11 m,m, igualigual aa 100100 mm..kgkg..
ElEl conducidoconducido tienetiene unun radioradio dede 22 m,m, lalalongitudlongitud dede susu circunferenciacircunferencia eses por por tantotanto eleldobledoble queque lala deldel motrizmotriz yy darádará lala mitadmitad dedevueltasvueltas.. SuSu par par seráserá igualigual aa lala fuerzafuerza 100100 kgkgpor por susu radioradio dede girogiro 22m,m, estoesto eses 200200 mm..kgkg.. ElEl
par par eses elel dobledoble queque elel deldel motrizmotriz..Radio RPM Par m.kg
Motriz 1 m 1000 100
Conducido 2 m (doble) 500 (mitad) 200 (doble)
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Llamamos r elación de desmultiplicación r, a la relación:- Radio engranaje motriz Rm, radio engranaje conducido Rc.
- Longitud circunferencia engranaje motriz Lm, longitud circunferenciaengranaje conducido Lc.
- Número de dientes engranaje motriz, número de dientes engranajeconducido.
c
m
c
m
c
m
n
n
L
L
R
Rr !!!
El par del engranaje conducido
r
P P
mc !
La velocidad angular del engranaje conducido r V V r c v!
2.11 Cajas de cambios. Conceptos elementales (2)
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2.12 Cajas de cambios. Caja de una velocidad (1)
V
amos a estudiar elfuncionamiento de una caja de
cambios de una velocidad.
En la figura vemos que el eje deentrada de la caja de cambios (ejeprimario), mueve un engranaje motriz
que tiene 10 dientes, el engranajeconducido que a su vez mueve el ejede salida, (árbol de transmisión),tiene 50 dientes.
Si el motor gira a 1.900 RPM, el eje de salida girará a: 1.900 x 0,2 = 380 RPM
La velocidad del eje de salida es cinco veces menor que el de entrada, por el contrario el par será cinco veces mayor.
Como hemos visto antes, larelación de desmultiplicación, es:
2050
10 ,
n
nr
c
m!!!
Eje primario
Piñón motriz10 dientes
Piñón conducido
50 dientes
Árbol desalida
Motor
Caja cambios
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2.13 Cajas de cambios. Caja básica (1)
Descripción esquemáticade una caja de cambiosbásica:
La caja de cambios básicase compone de tres ejes
portadores de engranajes.
- Un eje pr imar io.
- Un eje inter medio o trenfijo.
- Un eje de salida, tambiénllamado balader, principalo secundario.
PrimarioSalida
Tren fijo
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66
Primario
Tren fijo
Eje de salida
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2.13 Cajas de cambios. Caja básica (2)
Eje pr imar io: Va unido al disco de embrague por un piñónestriado, en su parte delantera se apoya en un cojinete alojado en elvolante del motor, y en la trasera lleva tallado un engranaje motriz (en lafigura de 35 dientes).
Alojamiento de rodamientode apoyo en volante.
Estriado donde engrana y sedesplaza el disco de embrague.
Engranaje motrizde 35 dientes.
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2.13 Cajas de cambios. Caja básica (3)
Eje inter
medio,(t r en fijo): Todos losengranajes van unidos aél formando una solapieza.
Lleva un primer
engranaje que engranacon el del primario, (entoma constante), en lafigura de 49 dientes,estableciéndose unarelación fija de:
Rodamientos fijación trenfijo a la carcasa de la caja de
cambios
Piñón de 49 dientesque engrana con el de35 dientes del primario
71049
35 ,
n
nr
c
m!!!
El tren fijo gira 0,71 vueltasmientras el primario gira 1.
41 dientes
22 dientes
29 dientes
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2.13 Cajas de cambios. Caja básica (4)
Rodamientos fijación trenfijo a la carcasa de la caja de
cambios
Piñón de 49 dientesque engrana con el de35 dientes del primario
41 dientes
22 dientes
29 dientes
El tren fijo llevaademás tres piñones, enéste caso de 41, 29 y 22dientes, conectados en
toma constante con losengranajes del eje desalida, que secorresponden con lasvelocidades 3ª, 2ª y 1ªrespectivamente.
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El eje de salida: Lleva losengranajes montados sobrecojinetes de agujas (giran locos),y que corresponden a lasvelocidades 1ª, 2ª y 3ª, en la figurade 66, 56 y 43 dientes.
La 4ª velocidad, tambiénllamada directa, se establececonectando directamente el ejeprimario con el eje secundario,(en ésta velocidad las
revoluciones del motor setransmiten íntegramente al ejesecundario).
2.13 Cajas de cambios. Caja básica (5)
Piñón de 1ª 66 dientes
Piñón de 2ª 56 dientes
Piñón de 3ª 43 dientes
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2.13 Cajas de cambios. Caja básica (6)
Primario Salida
Tren fijo
3
5dientes
43
dientes
56
dientes
66 dientes
49 dientes41
dientes
29dientes
22dientes
4ª V
3ª V 2ª V1ª V
Las relaciones de desmultiplicación
de cada velocidad son:
1ª velocidad
2ª velocidad
3ª velocidad
4ª velocidad = 1
238066
22
49
35 ,!v!
37056
29
49
35 ,!v!
681043
41
49
35 ,!v!
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Como regla nemotécnica: En una caja de cambios de
var ias velocidades, la r elación de desmultiplicación de cada
velocidad, es igual al pr oducto del númer o de dientes de loseng r anajes mot r ices dividido por el pr oducto del númer o de
dientes de los eng r anajes conducidos, como acabamos dever.
2.13 Cajas de cambios. Caja básica (7)