TRANSMISIÓN DE FUERZATransmisión de Fuerza ¿Cómo se transmite la fuerza? En el embrague se aprovecha la fricción para transmitir la fuerza, mientras que en la caja de cambios aquella se transmite por medio de engranajes. Hay un tercer procedimiento para transmitir la fuerza por medio de líquidos, como se hace en las transmisiones automáticas. Por lo tanto, la fuerza se puede transmitir, fundamentalmente, de las tres maneras siguientes: * Por fricción (poleas y correas) * Por engranajes (en toma) * Por líquidos (rueda de paletas) Veamos como se transmite la fuerza por cada uno de estos procedimientos: UNIDAD I Por líquidos Figura 1 Transmisión por fricción Al aplicar una superficie contra otra, la primera transmite su movimiento a la segunda por fricción. Proyectando convenientemente el conjunto se puede evitar que una de las partes patine sobre la otra al transmitir la fuerza. Para nuestro propósito vamos a suponer que las superficies no patinan. Las transmisiones de fuerza por fricción emplean ruedas y correas. Adherencia de una rueda La rueda motriz de un tractor transmite la fuerza gracias a la adherencia sobre el suelo que se obtiene por medio del neumático de caucho, fig. 2, mitad superior. Al hacer girar la rueda de la figura con la mano, se nota como tira hacia adelante. La adherencia de la rueda sobre el suelo no se mueve, se tiene que mover la rueda con la mano que la hace girar. Si suspendemos ahora una rueda en el aire y hacemos que toque otra rueda, bastará que hagamos girar la primera para que el movimiento giratorio se transmita a la segunda, fig. 2, mitad inferior. Por fricción Por engranajes TRANSMISIONES MECÁNICAS 1 TRANSMISIÓN DE FUERZA Obsérvese que las dos ruedas giran en sentidos opuestos. Por lo tanto, acabamos de ver que la fuerza se puede transmitir por fricción gracias a la adherencia de las superficies. El embrague del motor es un caso típico de transmisión de fuerza por fricción. Adherencia de una correa Otra manera de transmitir la fuerza consiste en servirse de una correa y dos poleas. Este procedimiento permite separar considerablemente el eje activo del eje pasivo. El acoplamiento por adherencia se obtiene por medio de la correa que rodea ambas poleas, como puede verse en la fig. 3. 1 2 1 - Poleas 2 - Correa Adherencia entre la rueda y el suelo Fig. 3. Transmisión por correa. 3 2 Esta manera de transmitir la fuerza es más eficaz que la de las dos ruedas en contacto, porque en esta última es mucho mayor la superficie de fricción. Al girar una de las poleas, la correa transmite la fuerza a la otra polea por adherencia tal como se muestra. Transmisión por engranajes Adherencia entre dos ruedas 1- La rueda avanza 2- Punto de adherencia 3- Ambas ruedas giran Fig. 2. Puntos de adherencia de la rueda. Los engranajes son el medio más empleado para transmitir la fuerza. Los engranajes en toma no pueden patinar y ésta es la razón de que se empleen para la transmisión de grandes fuerzas. 2 TRANSMISIONES MECÁNICAS a saber: por fricción. 4. El líquido ya no puede salir proyectado y circula por el segundo disco en la forma que indica la figura. la más antigua y la más moderna de todas las maneras en que se puede transmitir la fuerza. pero están unidas por una cadena que no puede patinar. Acoplamiento hidráulico entre dos ejes. Encerrando los discos en una caja hermética y aumentado la presión del líquido se aumenta la eficacia de la transmisión.TRANSMISIÓN DE FUERZA La transmisión por cadena no es más que una variante de la transmisión por engranajes. Fig. fig. Fig. 5. La fuerza transmitida de esta forma hace girar al segundo disco en el mismo sentido que el primero. gira por el agua que va llenando sus cangilones. TRANSMISIONES MECÁNICAS 3 . Con esto terminamos la descripción de las tres maneras fundamentales en que se puede transmitir la fuerza. a la vez. las ruedas de dientes no están en toma. En este caso. fig. En A tenemos un disco provisto de paletas y lleno de líquido. como el convertidor de par hidráulico y el embrague hidráulico. En B vemos como. el líquido sale proyectado por la fuerza centrífuga. En este principio se basan las transmisiones hidráulicas. En la segunda parte del presente capítulo nos vamos a ocupar detenidamente de los engranajes. En C se ha colocado un segundo disco por encima del primero y muy próximo a éste. La arcaica rueda de molino. transmitiéndose la fuerza por medio del líquido. En las modernas transmisiones automáticas se emplea un líquido para acoplar la fuerza. 4. 5. por engranajes y por líquidos. al girar el disco. Rueda de cangilones movida por el agua. Transmisión por líquidos La transmisión por líquidos es. Palanca 2. 4 TRANSMISIONES MECÁNICAS . Cuando el engranaje activo es de menor diámetro que el engranaje pasivo en toma con aquel. fundamentalmente. La fuerza de torsión o par de torsión que se puede obtener de un mecanismo. menor velocidad y mayor fuerza de torsión. A menor desmultiplicación. La fuerza de torsión depende de la relación entre los brazos de palanca. El engranaje no es más que un medio para transmitir la fuerza de torsión. de engranajes. Pero la palanca tiene que hacer un recorrido mayor para conseguir el mismo movimiento.Objeto 3 . Engranajes Casi todas las transmisiones de tipo convencional constan. A mayor desmultiplicación. Par de torsión que se obtiene con dos combinaciones de engranaje. Engranaje pequeño acoplado a otro engranaje pequeño = menos par de torsión y más velocidad. 1. a continuación nos ocupamos de ellos detalladamente. Engranaje pequeño acoplado a un engranaje más grande = menos velocidad y más fuerza de torsión. Fig. Cuanto más cerca el fulcro al objeto = tanto mayor la fuerza de torsión de la palanca. 7. 6 se aumenta la fuerza de torsión corriendo el fulcro o punto de apoyo de la palanca hacia el objeto a que se aplica la fuerza (lado derecho). menos fuerza de torsión y más velocidad. El principio de la palanca tiene aplicación a los engranajes en toma. se reduce la velocidad de giro y se aumenta la fuerza de torsión. el conductor de la máquina puede seleccionar la velocidad o la fuerza que más le convenga para el trabajo que esté realizando. 7. es proporcional a la distancia entre el punto de aplicación de la fuerza y el fulcro o punto de apoyo del brazo de palanca. Fig. fig.Fulcro 4 .TRANSMISIÓN DE FUERZA Como quiera que los engranajes son de importancia fundamental para las transmisiones de fuerza. pero tiene que hacer un recorrido mayor. En la fig.Fuerza de torsión Los engranajes de la caja de cambios se combinan. 6.de manera que. los engranajes en toma tienen que tener dientes. La relación de desmultiplicación de un tren de engranajes indica la reducción de la velocidad de giro que se obtiene con el correspondiente aumento del par de torsión. A la superficie en que van mecanizados los dientes. TRANSMISIONES MECÁNICAS 5 . Al tipo de sus dientes. Relación de desmultiplicación Relación 1 a 1 Relación 2 a 1 1 .Cincuenta rpm de velocidad Fig. Tipos de engranajes Existen diversos tipos de engranajes adaptados a las necesidades de fuerza y velocidad de las transmisiones. 9.TRANSMISIÓN DE FUERZA La última selección de engranajes. Relaciones de desmultiplicación. Normalmente los engranajes se emplean para transmitir la fuerza de torsión de un eje a otro. En la fig. 2. la relación de desmultiplicación es idéntica a la relación del número de dientes de los dos engranajes en toma. por lo menos.Cien rpm de velocidad 2 . Por otra parte. es una combinación por convenir a las necesidades de la máquina y del operador. Dientes rectos Dientes helicoidales Fig. del mismo tamaño y configuración. que estén en contacto. Los engranajes se suelen clasificar atendiendo a los siguientes criterios: 1. 9 se han ilustrado los dos tipos principales de dientes de engranajes -rectos y helicoidales. En el caso de los engranajes representados en la fig. 8. 8. A los dientes se les puede dar una forma tal que siempre haya más de un par de dientes en contacto entre los engranajes en toma. Además tiene que haber siempre un par de dientes. Los dos tipos principales de dientes de los engranajes. En la figura 10 se han representado los tipos de engranajes más corrientemente empleados. Ambos ejes pueden ser paralelos o formar un ángulo entre si. El piñón es el engranaje activo. Los dientes entran en toma por un extremo y se vuelven a despegar por el opuesto. Aplicaciones Los engranajes de dientes helicoidales se emplean actualmente en todos los cambios de automóvil. debido a la facilidad con que se engranan y desengranan desplazándolos. Esta es la razón de que se empleen en las grandes turbinas y alternadores. por lo que solo se emplean cuando han de trabajar a poca velocidad. como los accionamientos de cabrestantes a mano o por motor. los engranajes en toma suelen tener uno o dos pares de dientes en contacto constante. Las dos mitades del diente suelen ir separadas por una ranura en el vértice del ángulo que forman para facilitar el alineado de los engranajes en toma y para evitar el bloqueo de una pequeña cantidad de aceite en el vértice del diente durante el funcionamiento. También se emplean en las cajas de cambio de velocidad por engranajes desplazables. pero forman con éste un ángulo en el plano radial. Aplicaciones Los engranajes de dientes rectos se emplean en mecanismos sencillos. Este tipo de engranajes se caracteriza por su funcionamiento ruidoso. que requieren engranajes de larga duración. los engranajes de dientes helicoidales son menos ruidosos durante el funcionamiento y de mayor robustez y duración que los engranajes de dientes rectos. Este contacto angular entre los dientes provoca un empuje lateral del engranaje que tiene que ser recibido por el cojinete. con el vértice en el centro. Los dientes son paralelos al eje de torsión. que puede ir desde la perpendicular hasta un ángulo mínimo. Engranajes cónicos de dientes rectos Los engranajes cónicos permiten transmitir la fuerza en ángulo.TRANSMISIÓN DE FUERZA Engranajes de dientes rectos Estos engranajes llevan dientes rectos paralelos al eje de rotación. El engranaje más pequeño suele llamarse piñón y el más grande. Aplicaciones Engranajes de helicoidales Los dientes de los engranajes helicoidales se orientan en sentido oblícuo al eje de rotación. corona. mientras que la corona es el pasivo. por ser más grande la superficie de contacto de los dientes para un mismo tamaño de engranaje. De esta manera se consigue que el empuje lateral de una mitad del diente quede contrarrestado por el empuje lateral de sentido opuesto de la otra mitad del mismo diente. Engranajes de dientes en doble helicoide Los engranajes de dientes en doble helicoide o en espina de pescado. llevan éstos formando un ángulo. 6 TRANSMISIONES MECÁNICAS . En cambio. porque producen menos ruido a altas velocidades y duran más que los engranajes de dientes rectos. Por regla general. Los engranajes de dientes en doble helicoide trabajan silenciosamente a grandes velocidades y no dan lugar a empujes laterales con grandes cargas. Sus dientes se cortan en sentido oblícuo sobre la superficie angulada del engranaje. Engranajes hipoides El engranaje hipoide se parece al engranaje cónico de dientes helicoidales. desgastándose éstos menos y reduciéndose las probabilidades de rotura por exceso de carga. Además de transmitirse así la fuerza en ángulo recto. según cual sea el engranaje que se frene y el engranaje que accione a los demás. Permite obtener grandes desmultiplicaciones en espacios muy reducidos. Los planetarios. Gracias a ellos se llega a suprimir el túnel que lleva la carrocería para la barra de la transmisión.TRANSMISIÓN DE FUERZA Aplicaciones Al igual que los engranajes de dientes rectos. Es frecuente encontrarlos en mecanismos dotados de manivela con los que se transmite la fuerza en ángulo. Esta combinación también permite transmitir la fuerza en ángulo. engranan con un piñón central o piñón sol. Consisten en juegos de engranajes formados por una corona de dientes interiores y engranajes planetarios de menor diámetro. se consigue una desmultiplicación que reduce la velocidad de giro y aumenta la fuerza de torsión. pero con la particularidad de que el piñón (el engranaje activo más pequeño) ataca a la corona (el engranaje pasivo más grande) en un punto situado por debajo del centro de la misma. Por otra parte. Engranajes epicicloidales Engranajes cónicos de dientes helicoidales Este tipo de engranajes se emplea para trabajar a mayores velocidades y cuando se ha de transmitir en ángulo una fuerza mayor. Aplicaciones Los engranajes epicicloidales se emplean mucho en las transmisiones porque permiten obtener varias velocidades sin cambiar de engranajes. la carga se reparte entre más engranajes. los engranajes cónicos de dientes rectos se emplean únicamente para bajas velocidades. TRANSMISIONES MECÁNICAS 7 . a su vez. El engranaje que hace juego con el sinfin lleva dientes curvados. Aplicaciones Las máquinas agrícolas e industriales emplean este tipo de engranajes en el piñón y la corona del diferencial. Aplicaciones Los engranajes hipoides se emplean corrientemente en los diferenciales de los automóviles modernos. El ángulo de esta superficie depende del ángulo que forman los dos ejes. El elemento activo es el sin fin. adaptados a la rosca del sin fin para aumentar la superficie de contacto. Engranaje de tornillo sin fin Este engranaje se parece a un tornillo de rosca inclinada. Con esta combinación se puede obtener una gama infinita de velocidades o de pares de torsión. Hipoide Fig.De tornillo sin fín 9 .De doble helicoide 4 . Tipos de engranajes.De dientes helicoidales 3 .Cónico de dientes rectos 5 . 10.De piñón y cremallera 8 TRANSMISIONES MECÁNICAS .Cónico de dientes helicoidales 6 .Epicicloidal 8 .TRANSMISIÓN DE FUERZA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 .De dientes rectos 2 . 7 . Los dientes de la cremallera siempre son rectos. Los engranajes epicicloidales son como los planetas de nuestro sistema solar.Planetarios 3 . obteniéndose la desmultiplicación por medio de un tornillo sinfin.Planetas 1 . Aplicaciones La combinación de piñón y cremallera se emplea en prensas de árbol y otros mecanismos para obtener un movimiento muy lento con una gran multiplicación de fuerza. Los engranajes epicicloidales se integran en conjuntos muy simples para obtener desmultiplicaciones de velocidad. 11. fig.Piñón sol 2 . En las pequeñas herramientas de mano se emplean también motores eléctricos muy revolucionados. dentro de una corona de dientes interiores.TRANSMISIÓN DE FUERZA Aplicaciones El tornillo sinfin se emplea siempre que se dispone de fuerza a gran velocidad de giro y se necesita poca velocidad y gran fuerza de torsión.Porta . Engranajes epicicloidales. mientras que los del piñón pueden ser oblicuos. y desmultiplicarla. Giran sobre su propio eje al propio tiempo que giran alrededor del piñón sol. Los planetarios giran sobre un eje fijo en el portaplanetarios.planetarios Engranajes de piñón y cremallera Con esta combinación se transforma el movimiento lineal en movimiento rotatorio. 11. y al revés. Con las combinaciones de piñón y cremallera también se puede reenviar la fuerza en ángulo. TRANSMISIONES MECÁNICAS 9 .Sol b . desplazándose sobre el piñón sol o sobre la corona. Fig. los planetarios y la corona están en toma constante. acoplado a un sector que manda la timonería de las ruedas de dirección. a b 1 2 3 4 a . El conjunto de los planetarios gira. según cual sea la parte que esté fija. Muchas direcciones de vehículos emplean el sin fín sobre el extremo del eje de la dirección. Por este motivo se conocen también por el nombre de engranajes planetarios. por intermedio de éstos. Sistema epicicloidal simple.Corona 4 . Obsérvese que el piñón sol. hasta cierto grado. Este gira en el mismo sentido en que lo hace el piñón. los planetarios se desplazan sobre la corona. Forma en que se transmite la fuerza cuando se acciona el piñón sol. fig. Aplicando la fuerza a un miembro del sistema epicicloidal y frenando uno de los otros dos miembros del mismo.planetarios. Cuando se acciona el piñón sol. 12. En los dos ejemplos que se han puesto se acciona uno de los miembros del conjunto. Si se acciona el porta-planetarios.TRANSMISIÓN DE FUERZA Si se aplica una fuerza de giro al piñón sol o al porta-planetarios. Cuando se acciona el porta-planetarios. arrastrando consigo el porta-planetarios. pero más despacio. fig. 10 TRANSMISIONES MECÁNICAS . 1 1 . Según cual sea el miembro que se acciona y el que se frena. Las combinaciones que se pueden hacer se ilustran a continuación con unos ejemplos.Piñón sol accionado 2 . Si se acciona el piñón sol. el sistema gira como si se tratara de una sola unidad mientras no se frena uno de los otros dos miembros del sistema. Forma en que se transmite la fuerza cuando acciona el porta .Corona frenada Fig. 12 y se frena la corona para que no pueda girar. el tercero se convierte en el punto de salida de la fuerza aplicada.Porta . 13. 3 1 2 3 2 1.Punto de toma de la fuerza 3 . los planetarios se desplazan sobre la corona y obligan al piñón sol a girar en el mismo sentido en que lo hace el porta-planetarios. 13 y se frena la corona para que no se mueva.planetarios accionado 2 -Punto de toma de la fuerza 3 -Corona frenada Fig. se obtienen distintas desmultiplicaciones con un mismo juego de engranajes. se frena otro de ellos y se toma la fuerza del tercero. pero a mayor velocidad. transmitiendo el giro al piñón sol a través del segundo planetario. 3 1 -Piñón sol 2.Corona Crucetas Las crucetas o articulaciones cardán. Las crucetas de construcción normal permiten desplazamientos angulares hasta de 15∞ En tipos de construcción es. los planetarios en toma con la corona son obligados a girar sobre su eje. Muchas veces tienen sección tubular por razón de ser los árboles huecos menos pesados que los macizos de la misma capacidad de carga. 14. BRIDA DE LA ARTICULACIÓN Arboles articulados y articulaciones El árbol articulado transmite el momento de giro del mecanismo de cambios al mecanismo diferencial. se obtiene la inversión del sentido de giro. Acoplando cada planetario al piñón sol por intermedio de un segundo planetario. TRANSMISIONES MECÁNICAS 11 . Los pivotes de la articulación (brazos de la cruceta) van generalmente soportados en cojinetes de agujas totalmente blindados y por ello no necesitan cuidado alguno. son de acero bonificado. aplicando la fuerza al portaplanetarios. pecial se llega hasta ángulos de 25o.Planetarios 3 . Los árboles articulados son generalmente de acero bonificado de alta calidad. 14. 13. Las horquillas de la articulación están unidas entre sí articuladamente por la pieza llamada cruceta. Cruceta ( articulación cardán). y frenando la corona. fig. fig. HORQUILLA DE LA ARTICULACIÓN DE LA ARTICULACIÓN MUÑÓN DE LA ARTICULACIÓN HORQUILLA Fig. 15.TRANSMISIÓN DE FUERZA 1 2 Con ayuda de articulaciones puede el árbol seguir las oscilaciones de los ejes de accionamiento sin transmitirlas al mecanismo de cambios. 15 y 16. Este sistema epicicloidal permite obtener velocidades altas. En esta combinación. Sistema de planetarios dobles. con el que se obtiene la inversión del sentido de giro. Para las articulaciones se emplean crucetas y juntas universales (flexibles). fig. B RIDA DE UNION DE LA CAJA DE CAMBIOS Fig. con lo que se produce la inversión del sentido de giro de éste con respecto al porta-planetarios. velocidades bajas y marcha atrás. esta irregularidad es pequeña y basta con una sola cruceta si el centro de los movimientos basculantes de las horquillas de la cruceta está situado en el centro de la cruceta.16. Estas desviaciones quedan entonces absorbidas por las 12 TRANSMISIONES MECÁNICAS . 17. el árbol intermedio es el que únicamente gira irregularmente. por razones de la construcción. Si existe un ángulo de inclinación. Como aquí el puente trasero oscila por la suspensión fija de las ballestas o Articulación Articulación de cruceta o Pieza de cruceta o cardán deslizante cardán Fig. Por este motivo se emplean crucetas en los árboles articulados que en el lado del acoplamiento al mecanismo diferencial tienen que sufrir movimientos basculantes importantes. Por la misma razón tendrá que poseer el árbol articulado también una junta corrediza que posibilite las variaciones en longitud. Por la disposición del árbol articulado. Árbol articulado con articulaciones de cruceta .TRANSMISIÓN DE FUERZA Deslizamiento horizontal mediante flexión Árbol articulado Desviaciones debidas a irregularidades del pavimento Rodamiento de agujas Fig. del tirante. de la caja de cambios y del mecanismo diferencial. Cruceta (articulación cardán). 17. fig. En el caso de suspensión independiente el mecanismo diferencial va sujeto a la carrocería y no sigue por lo tanto las oscilaciones elásticas de las ruedas. Si un árbol articulado va provisto únicamente de una cruceta. Fig. sólo transmite el movimiento uniforme si no está inclinada. pueden existir desviaciones angulares permanentes. Mediante dos crucetas colocadas una a continuación de otra se elimina la falta de uniformidad en el movimiento circular. Los árboles articulados de transmisión no van montados al aire. La guía del eje en el caso de ejes rígidos se realiza generalmente mediante ballestas o por medio de tirantes. Este es el caso de los ejes rígidos. El árbol anterior y el posterior giran a la misma velocidad. En el caso de pequeños movimientos del eje y con ello de pequeños basculamientos de la articulación. tendrá que ir provisto el árbol articulado de dos crucetas. de transmisión por la suspensión del motor. es decir. sino soportados por cojinetes intermedios fijos a la carrocería o al bastidor. se presentará a cada media revolución del árbol de accionamiento de la articulación un avance y un retraso del árbol accionado por la articulación. 18. Las articulaciones de discos Fig. Centraje Juntas universales Las juntas universales no necesitan lubricación llamándose por lo tanto juntas sin engrase. 19. a causa del cuerpo de goma que llevan. 19. 18. 20. 20. Articulación formada por discos de tejido. Fig. más elásticas que las TRANSMISIONES MECÁNICAS 13 . elásticos por ejemplo.5 mm. Las articulaciones de disco de tejido existen en forma de articulación de uno y de dos discos. Fig. Se emplean en árboles articulados cuando el mecanismo diferencial está unido firmemente a la carrocería o al bastidor y es guiado sin desviaciones angulares. En el caso de articulaciones de dos discos están ambos centrados. es posible una variación de longitud hasta de 1. bridas de tejido. crucetas. de tejido y de discos de cable permiten un ángulo de desviación hasta de 3∞y por breve tiempo hasta 5∞ . Articulación Silentbloc. Las articulaciones Silentbloc son. Las de un disco son elementos interpuestos. Árbol articulado con articulaciones de cruceta y articulaciones secas.TRANSMISIÓN DE FUERZA Árbol articulado delantero Árbol intermedio Árbol articulado posterior Junta universal Articulación de Cojinete intermedio cruceta o cardán del árbol articulado Articulación de cruceta o cardán Junta universal Fig. discos de cable o de un cuerpo de goma interpuesto entre dos bridas sujeto todo mediante pernos de unión. Fig. se montan adicionalmente juntas universales. Constan de discos de tejido. como articulación delantera entre el mecanismo de cambio de velocidades y el árbol articulado de transmisión y como articulación trasera entre el árbol articulado y el mecanismo diferencial. Para absorción de las oscilaciones. de las deformaciones de la carrocería y a causa de su flexibilidad frente a irregularidades en el movimiento de giro. articulación amortigua oscilaciones y ruidos. Articulaciones de goma poligonales El cuerpo de goma de estas articulaciones. Fig. uniformemente y por ello reciben también el nombre de juntas homocinéticas. los árboles de accionamiento de ruedas traseras de la transmisión tienen que tener articulaciones. Permiten desviaciones angulares de 5∞y por breve espacio de tiempo hasta de 8∞ Esta . 24. con objeto de que puedan seguir los movimientos de ¨muelleo¨ de las ruedas motrices suspendidas independientemente. Fig. Árbol de accionamiento de ruedas traseras con articulaciones de cruceta. 22. 22. cazoletas o articulaciones de goma poligonales. Los árboles de accionamiento con cazoletas no necesitan junta corrediza. Articulación de cazoleta con bolas. 21. Los árboles de accionamiento equipados con articulaciones metálicas no trabajan uniformemente nada más que cuando van equipados con dos crucetas o con cazoletas. La pieza intermedia según sea el tipo de unión del árbol articulado puede estar dispuesta de modo volado o centrado. Pieza deslizante Articulaciones en los árboles de accionamiento de ruedas traseras Cuando el mecanismo diferencial está firmemente unido a la carrocería o al chasis. En Cazoletas Estas articulaciones van provistas de 6 bolas o de 3 rodillos y permiten ángulos de inclinación hasta de 20∞ y variaciones de longitud hasta de 30mm. Fig.(Fig. Las articulaciones de cazoleta funcionan Fig. 21.TRANSMISIÓN DE FUERZA de discos de tejido. El árbol necesita tener una junta corrediza que haga posible la compensación de longitudes. Crucetas Se emplean crucetas con cojinetes de agujas perfectamente blindados que hace que no necesiten cuidado alguno. 23. La junta corrediza puede ir en una de las dos articulaciones. Fig. 14 TRANSMISIONES MECÁNICAS . En virtud de su elasticidad transversal ahorra la junta corrediza en el caso de árboles articulados firmemente soportados. 20). Fig. Se emplean crucetas. es elemento de unión entre dos bridas. Fig. 23. No existe un centrado de la brida de unión. 24. Fig. ninguna irregularidad en la marcha. La irregularidad se haría demasiado grande por el ángulo de desviación de la dirección y ésta quedaría afectada y estorbada por oscilaciones. los ángulos. Con esto se tiene una compresión previa. En los árboles de accionamiento delanteros se emplean articulaciones dobles y articulaciones de bolas. de modo que se hace innecesaria la presencia de la junta corrediza. (pieza de deslizamiento). El fabricante suministra el cuerpo de goma con una tensión radial previa conseguida mediante una banda metálica que lo rodea a manera de cincho. articulación una variación de longitud de hasta 12 Articulaciones en los árboles de accionamiento de ruedas delanteras En el caso de tracción delantera son las ruedas de la dirección las motrices. Las articulaciones dobles aplicadas a los árboles de accionamiento delanteros pueden realizar ángulos de desviación hasta de 47∞ No se presenta con ello .TRANSMISIÓN DE FUERZA Articulaciones de cazoleta mm. Cuerpo de goma. La banda se suelta únicamente después del montaje. con lo cual resultan posibles también pequeños desplazamientos paralelos. para darles rigidez. de compresión y de torsión. pues. Con objeto de conseguir un funcionamiento correcto. se ha vulcanizado con chapa de acero. se hace que en el interior de la articulación sean guiados ambos extremos de árboles mediante un dispositivo de centraje. Por esta razón tienen que tener los árboles de accionamiento delantero. Los ángulos de inclinación y de torsión pueden llegar a valer hasta 8∞ Es posible en cada . Articulaciones Dobles ( fig. Las variaciones en la longitud son absorbidas con una junta corrediza. cosa que resulta ventajosa para el cuerpo de goma que durante el servicio está sometido a solicitaciones de tracción. articulaciones que hagan posible el muelleo de las ruedas y los movimientos de la dirección. TRANSMISIONES MECÁNICAS 15 . 25) Banda metálica Son dos crucetas formando una sola articulación. El accionamiento de las ruedas tiene que ser uniforme. No puede. presentarse ninguna marcha irregular de los árboles que proceda de las articulaciones. Árbol de accionamiento de ruedas traseras con articulaciones de cazoleta cubiertas por fuelle. 27. junto con las articulaciones. Los árboles articulados. las juntas corredizas llevan una marca de fábrica. con jaula de bolas y 6 bolas y en la parte exterior del árbol va la cubeta esférica. Antes de desmontarlos hay que marcar las articulaciones y las bridas para volverlos a montar en la posición anterior. Articulación de bolas. pero permiten ángulos de desviación hasta de 47∞ En el extremo . Si hay una junta corrediza. En el extremo del árbol de accionamiento. Tracción delantera. que tiene la forma de árbol de ranuras múltiples. debe introducirse en la junta Articulación de cazoleta Articulación de bolas Fig. su extremo. Articulación doble. Pistas para las bolas Bolas Fig. 16 TRANSMISIONES MECÁNICAS . una articulación de cazoleta. provista de vías de rodadura para las bolas que pueden de este modo moverse en las correspondientes vías dentro de la estrella de bolas.TRANSMISIÓN DE FUERZA Cubeta esférica Jaula de bolas Estrella de bolas Ángulo de desviación Fig. Articulación de Bolas (Fig. 25. interior del árbol va dispuesta la estrella de bolas. 26. frente al mecanismo diferencial está dispuesta a causa de la variación de longitud del árbol en los movimientos de muelleo. 27. corrediza de modo que vuelva a quedar en la posición primitiva. Por esta razón. Fig. 26) Las articulaciones de bolas son juntas homocinéticas como las de cazoleta. al volver a montar el árbol. se equilibran dinámicamente. Mecanismo de transmisión de un coche de turismo. En el accionamiento por motor. en la parte delantera del coche.TRANSMISIÓN DE FUERZA En los árboles articulados puede producirse un desequilibrio por defectos de montaje. delantera y tracción a las cuatro ruedas. Acoplamiento de embrague Cambio de marchas Árbol Eje trasero con articulado m e c a n i s m o diferencial Accionamiento por motor delantero Fig. tenemos el llamado accionamiento transaxial. 28. por esta razón. de tal modo que la Motor Tracción Trasera En el caso de tracción trasera el motor va dispuesto. el cambio de velocidades. se hablará de accionamiento por motor trasero. casi siempre. lo que haría vibrar la caja de cambios y el mecanismo diferencial durante la marcha. Posibilidades de la transmisión de fuerza En los coches de turismo y en los vehículos industriales se distingue entre tracción trasera. El accionamiento por motor central es el que se tiene cuando el motor va montado delante del eje trasero. También puede producirse desequilibrio si se cambian algunas piezas del árbol articulado. puedan seguir los movimientos de muelleo tienen que montarse con articulaciones. Se designa también esta disposición como de accionamiento por motor delantero. Para que los árboles de accionamiento de ruedas. Tienen la misión de variar el momento de giro del motor y transmitirlo a las ruedas motrices. detrás o encima del eje trasero. potencia en las ruedas motrices es siempre menor que la potencia del motor (rendimiento total del mecanismo de transmisión). cuando va unido a la carrocería o chasis el mecanismo de accionamiento del eje motriz (mecanismo diferencial). directamente detrás del eje delantero o sobre él TRANSMISIONES MECÁNICAS 17 . El motor va dispuesto. En el cumplimiento de esta misión no pueden evitarse pérdidas de transmisión. 28. Si el cambio de velocidades se separa del motor y se coloca junto al eje trasero. Mecanismo de Transmisión Al mecanismo de transmisión de un automóvil pertenece el embrague. Si un árbol articulado provisto de crucetas está bien montado. hay que cambiar siempre por completo todo el árbol articulado. las dos horquillas de la articulación tienen que estar en el mismo plano. debajo del suelo va dispuesto el motor muy bajo y entre los ejes delantero y trasero. el árbol articulado y el accionamiento de las ruedas con el mecanismo diferencial. Si el motor va en la parte posterior. Fig. por lo general. cierta protección para los ocupantes del coche en caso de choque frontal. 29). Fig. Accionamiento por motor delantero. comportamiento de marcha neutro. Motor El accionamiento por motor delantero proporciona muy buenas condiciones para su refrigeración. Accionamiento transaxial. Fig. 29. así como. Fig. Por medio de esta disposición se puede lograr una distribución uniforme de peso entre ambos ejes (50%/50%) y se obtiene un gran momento de inercia en torno al eje vertical del vehículo que aumenta la estabilidad del mismo en el movimiento rectilíneo. colocado en la parte delantera. De ahí se deducen ventajas. 31. Tubo de acero Grupo de caja de cambiodiferencial Batería Accionamiento Transaxial El motor. pocas desviaciones por efecto del viento lateral y buena transmisión de la fuerza propulsora. Accionamiento por motor central. se une al grupo cambio-diferencial. que gira con el mismo número de revoluciones del motor. formando una unidad rígida. la parte posterior del vehículo puede aprovecharse para transformar la energía cinética en energía de deformación. algunas veces también delante del eje delantero. 30. Fig. 32. por medio de un tubo de acero.TRANSMISIÓN DE FUERZA (Fig. En caso de colisión frontal. 18 TRANSMISIONES MECÁNICAS . 30. incluso sobre hielo en invierno. Fig. tales como. cosa inevitable por la profundidad a que va dispuesto el piso del coche y por la obligada existencia del árbol articulado de transmisión. situado junto al eje trasero. Una desventaja para los ocupantes la constituye la presencia en el interior del coche del saliente que supone el túnel para el árbol articulado de transmisión. Accionamiento por motor trasero. La transmisión de la fuerza del motor se efectúa por medio de un árbol central situado dentro del tubo de acero. 31. pero el motor ocupa sitio en el espacio interior. Debido a la limitación del volúmen del maletero. Con un motor de cilindros opuestos. sino que se aplica por el camino más corto a las ruedas delanteras. al faltar el árbol de transmisión no se necesita el molesto túnel para su paso. así como. delante. el embrague. 34. de un gran portaequipajes en la parte trasera del coche y lo primero especialmente cuando el motor se dispone transversalmente a la dirección de marcha. Se hace posible disponer de un espacioso interior para los viajeros. El motor en este caso no va como en el accionamiento por motor trasero detrás del puente trasero. Fig. buen aprovechamiento del espacio y buena accesibilidad al motor. al difícil alojamiento del depósito de combustible. Fig. necesitarán imprescindiblemente las Accionamiento por motor central En los coches deportivos y en los de carreras se emplea el accionamiento por motor central. el accionamiento del eje y el mecanismo diferencial forman un bloque compacto (grupo motor frontal). Si el motor está colocado por detrás del eje. Los motores traseros están situados encima o detrás del eje trasero. El momento de giro del motor no necesita ser transmitido hasta las ruedas traseras a través de un largo trecho. Además. Como estos vehículos no tienen el árbol articulado de transmisión. sino delante de él. 32. distribución ventajosa de la carga sobre los ejes. tales como. 34. Esta disposición proporciona una mejor distribución de masa sobre los dos ejes y una posición más ventajosa del centro de gravedad. Fig. TRANSMISIONES MECÁNICAS 19 . desaparece el molesto túnel en el que se aloja. El motor. el cambio de velocidades. encima o detrás del eje delantero. el voladizo delantero puede mantenerse pequeño con mayor distancia entre ejes. Fig. Fig. la de tener el centro de gravedad muy bajo. Al hecho de que el motor resulte dificilmente accesible y de que el vehículo no pueda ser equipado nada más que con 2 asientos no se le da importancia en los coches deportivos.TRANSMISIÓN DE FUERZA Propulsión por motor trasero Accionamiento por motor dispuesto debajo del piso Es apropiado para autobuses y camiones. el motor está dispuesto. Accionamiento por motor dispuesto debajo del piso del coche. 33. Este tipo constructivo tiene una serie de ventajas. Como las ruedas delanteras accionadas tienen que poder orientarse y además seguir los recorridos de la suspensión. En los últimos tiempos se ha dispuesto también el motor debajo del piso en la parte posterior del vehículo. se necesita poco espacio interior para el motor y el cambio de velocidades. 33. a la sensibilidad al viento lateral y a la tendencia del derrape cuando se toma una curva a gran velocidad. el motor trasero se utiliza poco en los turismos. Fig. Tracción Delantera En la tracción delantera. Fig. En los casos sencillos de transporte basta con la propulsión trasera. El mecanismo distribuidor suele embridarse junto a la caja de velocidades. llevan bloqueos de diferencial de tal modo que incluso en el caso de las más dificiles condiciones del suelo (fango. Tracción a las cuatro ruedas. Resulta especialmente ventajosa la tracción delantera en el recorrido de curvas y para viajar por pavimentos resbaladizos ya que el vehículo es aquí tirado y no empujado como en el caso de tracción trasera. por otro lado. Los automóviles de turismo y los industriales que tengan que utilizarse en el campo también son de tracción a las 4 ruedas. La buena estabilidad direccional tiene. se realizan con propulsión a las cuatro ruedas. Fig. como consecuencia el hecho de que para realizar desviaciones de dirección se necesitan mayores esfuerzos en ésta. hay dos árboles de transmisión que van a los diferenciales del eje delantero y del eje trasero. No siempre puede desconectarse la transmisión a las ruedas de uno de los ejes motrices del vehículo. Motor delante del eje delantero. 35. Motor transversal sobre el eje delantero. provistos de un bloqueo de diferencial. Fig. 35. Llevan un mecanismo distribuidor que. Además de esto. pero si se exige al vehículo fuerte trabajo de tracción o trabajo en todo terreno. contiene también una reductora que puede conectarse a voluntad. Tracción delantera. Motor sobre el eje delantero. 20 TRANSMISIONES MECÁNICAS . se conectará además la tracción delantera. Tracción a las 4 ruedas Cuando los vehículos utilitarios tienen que poder realizar muy variadas misiones de transporte y también enfrentarse con dificultades del terreno. superficies heladas) el vehículo permanezca con capacidad de movimiento y tracción. frecuentemente. con lo cual resultará el vehículo convertido en uno de tracción a las 4 ruedas.TRANSMISIÓN DE FUERZA correspondientes articulaciones. 34. En esta disposición el momento de giro del motor tiene que ser transmitido a los diferenciales de los dos ejes traseros a través de mecanismos de engranaje cónico y cilíndrico intercalados. Estos vehículos van equipados con eje delantero propulsado y dos ejes traseros también propulsados. general necesarios más de dos ejes con objeto de que no se sobrepase la carga máxima por eje que autorizan los reglamentos de tráfico por carretera. Si la propulsión viene del mecanismo destribuidor a cada uno de los ejes traseros.TRANSMISIÓN DE FUERZA En los vehículos industriales con gran capacidad de carga. Si la propulsión procedente del cambio de velocidades. son. se habla de ¨propulsión paralela¨. por lo Fig. 35. pasa a través del árbol articulado de transmisión solamente al mecanismo diferencial del 1er. eje trasero y de allí al mecanismo diferencial del 2o. o del mecanismo distribuidor. TRANSMISIONES MECÁNICAS 21 . 36. eje trasero. Fig. Fig. Cada uno de los ejes traseros va provisto de su mecanismo diferencial propio. se estará en presencia de lo que se llama ¨propulsión en tándem¨. Camión con tres ejes propulsados. en los vehículos pesados militares y para remolcadores. 35. también pesados.