Engranajes de Dentado Recto y Sincronización de Velocidades

Engranajes de Dentado Recto

Los engranajes de dentado recto son utilizados para transmitir el movimiento entre árboles en disposición paralela. Debido a que tienen menor superficie de contacto entre los dientes, generan ruido y vibraciones, por lo que no son adecuados para transmitir grandes potencias ni altas velocidades de giro.

Datos Característicos:

• **Diámetro primitivo:** es el diámetro del piñón, cuya medida coincide con el punto de tangencia de los dientes.
• **Diámetro de base:** es el valor del diámetro que limita el dentado por su parte inferior.
• **Diámetro de cabeza o exterior:** es el valor del diámetro que limita el dentado por su parte exterior.
• **Paso:** distancia entre los flancos de dos dientes consecutivos medida a la altura del diámetro primitivo.
• **Módulo:** es el valor del diámetro de una circunferencia que tiene como longitud el valor del paso: m=p/π. Para que engranen tienen que tener el mismo módulo.

La relación del módulo con el número de dientes del piñón (Z) y los diámetros primitivo y exterior es la siguiente:

• m = Dp/Z
• Dp = m × z

Relación de Transmisión

La relación de transmisión (i) entre dos o más árboles o ejes y, por consiguiente, de los trenes de engranajes que forman parte de la cadena cinemática de cada velocidad o marcha es el producto del núm. de dientes de piñones conducidos dividido entre el producto del núm. de dientes de los piñones conductores.

La cadena cinemática de la caja de cambios mantiene la potencia (p) constante suministrada por el motor a un determinado número de revoluciones.

• Mi × ni = Mii × nii

La relación de transmisión de cada velocidad se calcula del siguiente modo:

• i = Zi / Zii
• nii = ni / nii
• Mi = Mii

El resultado será el núm. de revoluciones que son necesarias a la entrada de la caja para obtener una revolución a la salida.

Sincronización de las Velocidades

Al cambiar de velocidad, la sincronización proporciona una transmisión de fuerza suave y sin brusquedades entre los engranajes y sus árboles. Se realiza entre el piñón libre de cada velocidad sincronizada y el correspondiente árbol que lo sustenta. Una incorrecta sincronización puede ocasionar que sea muy complicado seleccionar la velocidad, además de graves daños en los componentes de la caja de cambios.

La sincronización debe realizarse en 2 fases:

1. Igualación de la velocidad del piñón libre con su árbol.
2. Acoplamiento del piñón libre a su árbol para la transmisión de fuerza.

Funcionamiento del Sincronizador Sencillo

Cuando se desplaza la corona, las chavetas ejercen presión contra ella por medio de los resortes; regulan el desplazamiento del anillo hasta que hace contacto con el cono exterior del piñón libre y se retraen cuando se realiza el acoplamiento. Las chavetas tienen una anchura inferior a la de los anillos de tal forma que permiten el desplazamiento. De esta forma impiden que los anillos se acoplen con la rueda libre antes de la sincronización.

Fases:

1. Toma de contacto: la corona se desplaza hacia el piñón y arrastra las chavetas que ejercen presión sobre el anillo contra el cono exterior del piñón libre.
2. Fase de sincronización: las velocidades del piñón y de la corona son diferentes, del anillo sincronizador surge un PAR para igualar las velocidades. Hasta entonces las puntas del anillo están apoyadas contra las del dentado interno de la corona.
3. Fase de acoplamiento: igualadas las velocidades, desaparece el par de fricción en el anillo sincronizador, facilita que pueda girar sobre el cono exterior de la rueda libre. El dentado de la corona, posiciona el dentado del anillo de manera que se pueda acoplar al piñón libre.