Engranaje de tornillo
La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 3 de abril de 2022; la verificación requiere 1 edición .Engranaje helicoidal (engranaje de tornillo sinfín) - transmisión mecánica , llevada a cabo al acoplar un tornillo sin fin y una rueda helicoidal [1] asociada con él (para convertir la velocidad angular y la fuerza de rotación) o una tuerca (para movimientos lineales). El tornillo sinfín o "tornillo infinito" fue inventado por Arquitas de Terent, Apolonio de Perge o Arquímedes , siendo este último considerado el autor más probable [2] . El motor de tornillo sinfín apareció más tarde en el subcontinente indio , donde se usó en las desmotadoras de algodón durante el Sultanato de Delhi en los siglos XIII o XIV [3] . Una de las principales ventajas de los tornillos sin fin es que pueden transmitir movimiento en un ángulo de 90 grados.
Construcción
El tornillo sinfín es un tornillo con una rosca especial , en el caso de un perfil de rueda envolvente, la forma del perfil de la rosca es casi trapezoidal . [4] En la práctica, se utilizan gusanos de inicio único, dos inicios y cuatro inicios. [cuatro]
La rueda helicoidal es una rueda dentada . Para fines tecnológicos, una rueda helicoidal, por regla general, [4] se compone de dos materiales: la corona está hecha de un material antifricción costoso (por ejemplo, bronce ) y el núcleo está hecho de aceros más baratos y más fuertes o hierros fundidos
Los ejes de entrada y salida de la transmisión se cruzan, por lo general (pero no siempre) en ángulo recto.
Funcionamiento
La transmisión está diseñada para aumentar significativamente el par y, en consecuencia, reducir la velocidad angular . El eslabón principal es el gusano. Un tornillo sinfín sin lubricación y vibración tiene un efecto de autofrenado y es irreversible: si aplica un momento al eslabón (engranaje) conducido, el engranaje no funcionará debido a las fuerzas de fricción . Sin embargo, esta propiedad comienza a aparecer en relaciones de transmisión de 35 y superiores. Aunque es más correcto hablar no de la relación de transmisión, sino del ángulo de elevación del tornillo sinfín, con una disminución en la que, en un momento determinado, se produce el autofrenado. El autofrenado total se consigue en una marcha en la que el ángulo de hélice del tornillo sinfín es igual o inferior a 3,5°. En un ángulo mayor, si comienza a girar la rueda helicoidal, comenzará a girar el gusano mismo. [5]
Las relaciones de transmisión del engranaje helicoidal se establecen en el rango de 8 a 100 y, en algunos casos, hasta 1000. [1]
Ventajas y desventajas
- ventajas:
- Suavidad de trabajo;
- Ruido bajo;
- Gran relación de transmisión de un par: los engranajes helicoidales con una gran relación de transmisión son mucho más compactos y livianos que los engranajes equivalentes y requieren menos material;
- Autofrenante - con algunas relaciones de transmisión;
- Mayor precisión cinemática.
- Defectos:
- Mayores requisitos para la precisión del ensamblaje, la necesidad de un ajuste fino.
- Con algunas relaciones de transmisión, la transmisión de rotación solo es posible en una dirección: desde la hélice hasta la rueda. (para algunos mecanismos puede considerarse una virtud).
- Deslizamiento mutuo significativo de las superficies de trabajo, por lo tanto:
- Altos requisitos de precisión geométrica y resistencia de las superficies de fricción;
- Eficiencia relativamente baja (se aconseja utilizar a potencias inferiores a 100 kW );
- Grandes pérdidas por fricción con liberación de calor, la necesidad de medidas especiales para intensificar la eliminación de calor;
- Mayor desgaste y tendencia a agarrotarse;
- La necesidad de compensar las fuerzas axiales que surgen en los cojinetes del eje helicoidal.
Estos inconvenientes se deben a la imposibilidad de obtener fricción líquida asociada a la geometría de la transmisión. [6]
Clasificación
Los gusanos se distinguen por las siguientes características:
- según la forma de la generatriz de la superficie:
- cilíndrico;
- globoide _
- en la dirección de la línea de la bobina:
- derechos;
- izquierda.
- por el número de inicios de hilo:
- pase único;
- multiproceso
- según la forma de la superficie helicoidal del hilo:
- con perfil de Arquímedes;
- con perfil enrevesado;
- con perfil envolvente;
- trapezoidal.
Las ruedas dentadas se distinguen por las siguientes características:
- Según el perfil del diente:
- directo - (contacto por punto, engranajes ligeramente cargados);
- cóncavo - gusano "envolvente" (contacto a lo largo de la línea);
- rodillo: los dientes del sector degenerado se reemplazan por un rodillo de cresta.
- tipo de engranaje:
- rueda completa (con transmisión de rotación continua);
- sector irregular (con rotación del sector en un ángulo limitado);
- sector degenerado con un rodillo (junto con un gusano globoidal: la longitud de trabajo del sector es menor que la longitud de trabajo del gusano, se puede transmitir un gran momento).
Aplicación
El engranaje helicoidal se utiliza principalmente en engranajes helicoidales.
Muy a menudo, los engranajes helicoidales se utilizan en sistemas de ajuste y control: el frenado automático proporciona fijación de posición y una relación de transmisión grande le permite lograr una alta precisión de control (control) y (o) usar motores de bajo par. Una aplicación muy común de un tornillo sinfín globoide con un par de sectores de rodillos es la dirección de automóviles.
Debido a las mismas características, los engranajes helicoidales y los engranajes helicoidales se utilizan ampliamente en máquinas y mecanismos de elevación y transporte (por ejemplo, cabrestantes).
A menudo, en forma de un par de gusanos, se fabrican mecanismos de tensión de cuerdas ( mecánica de clavijas ) de instrumentos musicales, como una guitarra. [7] En esta aplicación, el efecto de autofrenado (irreversibilidad) es útil.
Véase también
Notas
- ↑ 1 2 Engranaje helicoidal // Chagan - Aix-les-Bains. - M .: Enciclopedia soviética, 1978. - S. 66. - ( Gran enciclopedia soviética : [en 30 volúmenes] / editor en jefe A. M. Prokhorov ; 1969-1978, v. 29).
- ↑ Witold Rybczynski , One good turn: una historia natural del destornillador y el tornillo . Londres, 2000. Página 139.
- ↑ Irfan Habib , Historia económica de la India medieval, 1200-1500 , página 53 , Pearson Education .
- ↑ 1 2 3 Conceptos básicos de diseño y piezas de máquinas. Curso OKDM / Curso de lectura / Engranajes helicoidales. Capítulo 12 (a más tardar en 2007). Archivado desde el original el 31 de marzo de 2015. Consultado el 27 de octubre de 2008.
- ↑ Engranajes helicoidales: descripción, ventajas y desventajas . Promprivod de NPK .
- ↑ Skoybeda A. T. et al. Piezas de máquinas y conceptos básicos de diseño: libro de texto. / Skoybeda A. T., Kuzmin A. V., Makeichik N. N. Pod obshch. edición A. T. Skoybedy. - Minsk: Escuela Superior, 2000. - S. 336. - 584 p. - 3000 copias. — ISBN 985-06-0081-0
- ↑ GITARIZM.RU - Pines (enlace inaccesible) . Fecha de acceso: 12 de septiembre de 2012. Archivado desde el original el 21 de enero de 2013.
Literatura
- GOST 16530-83. “Engranajes. Términos generales, definiciones y denominaciones" . - Moscú: IPK Standards Publishing House, 2004. - 50 p.
- GOST 18498-89. “Engranajes helicoidales. Términos, definiciones y denominaciones" . - Moscú: Comité Estatal de Normas de la URSS, 1989. - 85 p.
- Skoybeda A. T. et al. Piezas de máquinas y conceptos básicos de diseño: libro de texto. / Skoybeda A. T., Kuzmin A. V., Makeichik N. N. Pod obshch. edición A. T. Skoybedy. - Minsk: Escuela Superior, 2000. - S. 335-363. — 584 pág. - 3000 copias. — ISBN 985-06-0081-0
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