2ª EVALUACIÓN: MECANISMOS DE TRANSMISIÓN CIRCULAR

 El movimiento circular es el más habitual en las máquinas, ya que su movimiento lo producen la mayoría de los motores. Los mecanismos de transmisión circular son los encargados de transmitir este movimiento circular de unas partes a otras de las máquinas. Reciben el movimiento del eje del motor (eje motriz o conductor) y lo transmiten al eje del elemento receptor (eje conducido, arrastrado o de salida).

Entre los mecanismos de transmisión circular distinguiremos las ruedas de fricción, la transmisión por correa, los engranajes y la transmisión por cadena.

Las ruedas de fricción consisten en dos ruedas que se encuentran en contacto directo. La rueda de entrada está conectada al eje motor, y transmite por rozamiento el movimiento circular a la rueda de salida. Tienen el problema de que no se pueden usar para transmitir grandes potencias ya que resbalan, pero permiten el giro a altas revoluciones sin apenas mantenimiento.
Un ejemplo perfecto sería esta dinamo de bicicleta que veis en la foto.

La Transmisión por correa es un mecanismo que permite transmitir un movimiento circular entre dos ejes situados a cierta distancia. Cada eje se conecta a una rueda o polea, y entre ambas se hace pasar una correa que transmite el movimiento circular por rozamiento.

Como en las ruedas de fricción las correas puede patinar por lo que hoy en día se usan también correas dentadas como la de la foto, ya que tienen más agarre.

Las verás en lavadoras, ventiladores, lavaplatos, pulidoras, videos, taladros, etc o como en este motor de un Opel.

Los engranajes son ruedas dentadas que transmiten el movimiento circular entre ejes cercanos mediante el empuje que ejercen los dientes de unas piezas sobre otras.
Los dientes de las ruedas motriz y conducida se ajustan perfectamente (engranan) por lo que nunca patinan (tienen gran eficiencia mecánica) y eso hace que se puedan emplear para transmitir grandes potencias. Por contra necesitan de engrase y mantenimiento para evitar el desgaste producido por el rozamiento entre los dientes.

La transmisión por cadena es un mecanismo que permite transmitir un movimiento circular entre dos ejes situados a cierta distancia. Cada eje se conecta a un rueda dentada (piñon o engranaje), y entre ambas se hace pasar una cadena cerrada que transmite el movimiento circular gracias al arrastre que produce la cadena sobre los dientes de los piñones. Como en el caso anterior, permite la transmisión de grandes potencias. Como todos teneis bici el mejor ejemplo lo tenéis en casa, en vuestras bicicletas, por lo que ya no os pongo foto, pero multitud de máquinas utilizan también este sistema.

Os dejo un enlace pinchando aquí, a "Gearsket", que es un simulador online de engranajes muy fácil de usar, tal como podéis ver en este vídeo tutorial.

RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS Y CÁLCULO DE REVOLUCIONES

Todos estos mecanismos pueden modificar el número de revoluciones del sistema, simplemente cambiando los diámetros de las poleas o el número de dientes de los engranajes. Para hacer esos cálculos se utiliza la siguiente fórmula:

DA·rpmA = DB·rpmB
Siendo:

DA el diámetro de la rueda conductora o motriz.
rpmA las revoluciones por minuto de la rueda motriz.
DB el diámetro de la rueda la conducida.
rpmB las revoluciones por minuto de la rueda conducida.
En el caso de engranajes dentados y transmisiones por cadena, la fórmula es muy similar, pero en vez de hacer el cálculo con el diámetro utilizaremos Z que es el nº de dientes de los piñones:

ZA·rpmA = ZB·rpmB
Siendo:
ZA el nº de dientes de la rueda conductora o motriz.
rpmA las revoluciones por minuto de la rueda motriz.
ZB el nº de dientes de la rueda la conducida.
rpmB las revoluciones por minuto de la rueda conducida.

HOJA DE PROBLEMAS RESUELTOS 

De este modo podremos construir sistemas reductores o multiplicadores de velocidad según el tamaño de las ruedas que montemos.

En las reductoras como la de la imagen, la velocidad de la polea conducida ( o de salida) es menor que la velocidad de la polea motriz (o de entrada). Esto se debe a que la polea conducida es mayor que la polea motriz.

En los sistema multiplicadores la velocidad de la polea conducida es mayor que la velocidad de la polea motriz, y esto se debe a que el tamaño de la polea conducida es menor que la polea motriz.

En el caso de que las dos ruedas tuviesen el mismo tamaño o el mismo número de dientes, las revoluciones no se modificarían.

La relación de transmisión (i) se define como la relación que existe entre la velocidad de la polea salida (B) y la velocidad de la polea de entrada (A).

i = rpm B/ rpmA

No os quiero liar, pero la relación de transmisión también se puede calcular teniendo en cuenta el diámetro o el nº de dientes de las poleas. Si aplicamos la fórmula, veremos como es lo mismo que decir que es la relación entre el diametro o nº de dientes de la rueda conductora y de la conducida.

i= DA/DB = ZA/ZB

Como veis es una relación de dos cifras, no debemos dividirla nunca, sino simplificarla. Así si en un sistema i es 20:1 será multiplicador de revoluciones (las multiplicará x 20), mientras que si en otro i es de 1:4 será una reductora (las reducirá a 1/4).
Por ejemplo, si tenemos un sistema donde rpmA (velocidad de la polea motriz) es de 800 rpm. y rpmB (velocidad de la polea conducida) es de 200 rpm.La relación de transmisión es:

i = rpmB/ rpmA = 200/800 = ¼ ó 1:4 (tras simplificar)
Lo que significa que la velocidad de la rueda de salida es cuatro veces menor que la de entrada.

Otro ejemplo. Si las rpmA (velocidad de la polea de entrada) son 50 rpm. , y las rpmB velocidad de la polea conducida de salida) 500 rpm, la relación de transmisión es:

i = rpmB/ rpmA = 500/50 = 10/1 ó 10:1 (tras simplificar)
Lo que significa que la velocidad de la rueda de salida es diez veces mayor que la de entrada.

PROBLEMA DE EJEMPLO.Tengo un sistema de ruedas de fricción parecido al de la foto, en el que la polea de salida tiene 80 cm de diámetro y la de entrada 10 cm de diámetro. Si la polea de entrada gira a 200 rpm...

Calcula las revoluciones de la polea de salida
¿Cual es su relación de transmisión?

¿Es un sistema reductor o un multiplicador de las revoluciones?Datos:DA es 10 cm. //rpmA 200rpm //DB 80 cm //rpmB es la incognita que tenemos que calcular.

Sustituimos los datos en la fórmula DA·rpmA = DB·rpmB, y quedaría así:

10 cm x 200 rpm = 80 cm x rpmB >>> rpmB= ( 10 cm x 200 rpm)/80 cm >>>
>>>rpmB= 2000/80 = 25 rpm

La relación de transmisión sería:

i = DA/ DB = 10/80 = 1/8 ó 1:8 y también i= rpmB/rpmA = 25/ 200 = 1/8 ó 1:8

Es una reductora porque la velocidad de la polea de conducida es ocho veces menor que la velocidad de la polea conductora.

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