Caja de cambios mecánica

Una caja de cambios mecánica  es una transmisión mecánica de energía por rotación, que convierte la velocidad de rotación y el par en magnitud [1] . Basado en la etimología del término, derivado del lat.  reducere "reducir", la función principal de la caja de cambios es la reducción, es decir, la reducción de la fuerza necesaria para accionar un dispositivo que convierte la energía mecánica transmitida en trabajo útil .

El tipo canónico de caja de cambios mecánica es un tren de engranajes , en el que el engranaje impulsor es más pequeño y el engranaje impulsado es más grande. Además de los engranajes, las funciones de la caja de cambios pueden ser realizadas por un engranaje planetario y un engranaje ondulado [2] [3] .

Cómo funciona

El funcionamiento de cualquier caja de cambios está sujeto a la regla de oro de la mecánica : la caja de cambios prácticamente no cambia la potencia transmitida por rotación (ajustada por eficiencia ), pero solo cambia recíprocamente sus dos componentes: par y velocidad angular . La cantidad de cambio está determinada por la relación de transmisión . Al mismo tiempo, la reducción de la fuerza supone que el par en la entrada de la caja de engranajes será menor que en la salida, y la velocidad angular, respectivamente, por el contrario, en la entrada será mayor que en la salida. La relación de transmisión de cualquier caja de cambios de este tipo es mayor que uno, y el término "reductor", mencionado sin definiciones adicionales , implica exactamente una caja de cambios de un plan similar.

En casos raros (principalmente por razones de diseño), las cajas de cambios con una relación de transmisión de menos de uno se utilizan en tecnología. Tal caja de cambios en el habla de habla rusa se llama "caja de cambios elevadora". La definición de "aumentar" aquí proviene tanto del hecho de aumentar la fuerza requerida para impulsar el dispositivo final como del aumento de la velocidad angular del engranaje impulsado en dicha caja de engranajes. Formalmente, según la etimología del término "reductor", el término "reductor elevador" es un oxímoron , pero de hecho no existe un sinónimo común en ruso, y quizás el término más apropiado " multiplicador " prácticamente no se usa en la vida cotidiana y es poco comprendida. Al mismo tiempo, GOST fija oficialmente un término como "sobremarcha" y está legítimamente presente en el léxico de ingeniería.

Clasificación y características de los reductores

Clasificación de cajas de cambios según GOST

Los reductores se clasifican según:

  1. el tipo de engranajes utilizados en el esquema cinemático [4] .
  2. número de pasos de reducción [4] ;
  3. disposición mutua de los ejes geométricos de los ejes de entrada y salida [5] ;
  4. forma de fijar la caja de cambios [6] .

Principales características de los reductores

Estos son:

  1. relación general de transmisión ;
  2. el valor del par nominal en el eje de baja velocidad;
  3. máxima velocidad posible.

Cajas de cambios

En la producción en masa, se utilizan ampliamente carcasas de engranajes de fundición estandarizadas. La mayoría de las veces en la industria pesada y la ingeniería mecánica, se utilizan cuerpos hechos de hierro fundido , con menos frecuencia de acero fundido . Cuando se requiere aligerar el diseño tanto como sea posible, se utilizan carcasas de aleación ligera. En la carcasa de la caja de cambios, la mayoría de las veces hay puntos de fijación: patas y / u orejas, para los cuales las cajas de cambios se mueven y / o se unen a la base. Los sellos (sellos de aceite) se colocan en la salida de los ejes para evitar fugas de aceite. Las carcasas de la caja de cambios a menudo tienen elementos estructurales que evitan el aumento de presión dentro de la caja de cambios como resultado del calentamiento de la caja de cambios durante su funcionamiento.

En la producción de una sola pieza, las carcasas soldadas son muy utilizadas, lo que permite obtener soluciones de diseño individuales.

Relación de transmisión

Además de la definición general de relación de transmisión, que asume la relación de las velocidades angulares de los ejes impulsor y conducido en cualquier caja de cambios mecánica sobre ruedas dentadas, esto se puede calcular sin medir las velocidades angulares utilizando fórmulas que tienen en cuenta el número de dientes. Para determinar la relación de transmisión de cualquier caja de engranajes de dos engranajes entrelazados, independientemente de su forma y tipo de engranaje (cilíndrico, cónico, hipoidal, helicoidal), la siguiente fórmula  es  la rueda dentada correcta. También es posible determinar la relación de transmisión de la caja de engranajes planetarios de esta manera, aunque no tiene una fórmula de cálculo única, y para determinarla por el número de dientes, siempre es necesario comprender qué enlace del planetario la caja de cambios es la principal / impulsada / de apoyo, y también tiene en cuenta el tipo y la forma de un mecanismo planetario particular.

La relación de transmisión total de todas las cajas de engranajes involucradas en una cadena cinemática particular es igual al producto de sus relaciones de transmisión.

Una caja de cambios con un cambio escalonado en la relación de transmisión se llama caja de cambios , con uno continuo: un variador .

Notas

  1. ↑ GOST 50370-92. - Pág. 2. Conceptos generales, término 1 "Reductor".
  2. ↑ GOST 50370-92. - Pág. 3. Conceptos generales, término 10 "reductor planetario".
  3. ↑ GOST 50370-92. - Pág. 3. Conceptos generales, el término 1º "reductor de onda".
  4. ↑ 1 2 GOST 29067-91. — Pág. 2. Cuadro 1.
  5. ↑ GOST 29067-91. — Pág. 4. Tabla 2.
  6. ↑ GOST 29067-91. — Pág. 4. Cuadro 3.

Literatura

Véase también

Enlaces