trenes de engranaje y de poleas

El elemento principal de este mecanismo es la rueda dentada doble, que consiste en dos engranajes de igual paso, pero diferente número de dientes, unidos entre sí. En la figura podemos ver una rueda de Za=16 dientes y otra de Zb=8 dientes unidas al mismo eje mediante una chaveta.

El sistema completo se construye con varias ruedas dentadas dobles unidas en cadena, de tal forma que en cada rueda doble una hace de conducida de la anterior y otra de conductora de la siguiente. Según cual se elija como conductora o como conducida tendremos un reductor o un amplificador de velocidad.

En este mecanismo las velocidades de giro de los sucesivos ejes (N1, N2, N3 y N4) se van reduciendo a medida que se engrana una rueda de menor número de dientes (conductor con Zb dientes) con una de mayor número (conducida con Za dientes).
Si el engrane se produce desde una rueda de mayor número de dientes a una de menor número, obtendremos un aumento de velocidad.

Características

Si suponemos un sistema técnico formado por tres tramos en el que el eje motriz gira a la velocidad N1, por cada grupo montado se producirá una reducción de velocidad que estará en la misma proporción que los diámetros de las poleas engranadas. Si suponemos que el número de dientes de cada una de las ruedas no son iguales, se cumplirán las siguientes relaciones:

N2=N1·(Za/Zb) N3=N2·(Zc/Zd) N4=N3·(Ze/Zf)

Por tanto, en este caso tendremos que la velocidad del eje útil respecto a la del eje motriz será:

N4=N1·(Za/Zb)·(Zc·Zd)·(Ze·Zf)

Luego:

La relación de transmisión de este sistema se calcula multiplicando entre sí las diferentes relaciones que la forman:

En el caso de que se empleen ruedas dentadas dobles iguales para construir el tren de engranajes, se cumplirá: Za=Zc=Ze y Zb=Zd=Zf, con lo que tendremos, para un sistema de tres tramos:

Velocidad del eje de salida:
Relación de transmisión:		Cuando los ejes de giro están muy separados es necesario emplear correas de unión entre ambas ruedas. La correa puede ser una cadena o bien un compuesto plástico. Veremos uno primero que todos conocemos porque casi todos tenemos una bici. Este sistema está formado cadena sin cuyos eslabones encajan en los dientes de las ruedas dentadas ( piñón y plato ). Los ejes  deben posicionarse fijos  para transmitir correctamente el movimiento. La relación de velocidad es la misma que siempre, o sea ω1 X D1 = ω2 X D2 En el caso de tener poleas y correa ( como existen muchas el el coche ) tenemos la misma fórmula de siempre ( ω1 X D1 = ω2 X D2 )  pero en este caso, D significa Diámetro. Tenemos a la derecha una imagen de un motor de coche donde por medio de una correa de caucho se unen diferentes componentes , como es el motor de arranque, el alternador, bomba de aceite, etc.. La disposición del mismo hace necesaria este sistema de transmisión. Estaría muy bien que alguno de vosotros razone porque la relación de transmisión es: ω1 X D1 = ω2 X D2 Lo quedamos como ejercicio voluntario. Como en el caso de las ruedas dentadas , la poleas dobles están formadas por dos poleas solidarias al mismo eje. La dos ruedas van a girar a la misma velocidad angular. Se usan mucho para los trenes de ruedas ( ver imagen adjunta ). En este caso, la rueda del eje motriz gira a gran velocidad y por la correa hace moverse el eje 2 a menor velocidad. Del eje 2 se pasa al eje 3 con otro par de poleas hasta llegar al eje útil. La velocidad en el eje útil será menor ( sistema reductor ) Ejercicio. En el sistema de la figura , si N1 es 1000 r.p.m y los diámetros de las ruedas son 20 cm ( pequeña ) y 60 cm ( la grande ), calcular la velocidad N2, N3 y N4.  Otros mecanismos El tornillo Sin fin Compuesto por un tornillo con dientes y una rueda dentada. Tiene   las siguientes propiedades: a) Tiene  una gran reducción de velocidad dado que el avance de un diente de la rueda dentada supone una vuelta completa del tornillo. b) Es irreversible, o sea, el tornillo mueve a la rueda, pero la rueda al tornillo no. c) Los ejes  que los soportan son perpendiculares d) El espacio que ocupa es mínimo Cremallera-piñón Compuesto por una rueda dentada y una tira estriada ( cremallera ). Es reversible ,  osea, uno puede mover al otro. Es un sistema que cambia el tipo de movimiento, de lineal a angular y viceversa El  dato a destacar de la cremallera es el número de dientes por centímetro Un ejemplo de uso es la apertura de la bandeja del DVD Ejercicio resuelto: Calcular la velocidad de la cremallera si la rueda tiene 8 dientes y  gira a 120 rpm. La cremallera tiene 4 dientes por centímetro. Solución: Nos piden la velocidad de la cremallera, o sea lo que avanza por tiempo. Vamos a considerar que el tiempo es 1 minuto y por tanto tenemos que saber que avanza en 1 minuto. En ese minuto, la rueda gira 120 veces y en cada  giro, hace desplazarse a la cremallera 8 dientes. Por tanto tenemos: 1 Vuelva ≡ 8 dientes  ==>>   120 vueltas  equivale a 120 * 8 dientes = 960 dientes Ya tenemos que en un minuto se avanza 960 dientes de la cremallera. Como cada centímetro hay 4 dientes, los 960 dientes equivalen a  Como ese avance lo ha hecho en un minuto, tenemos que la velocidad es 240 cm / minuto Seguidor de leva Representamos dos imágenes de este sistema una leva  que es un elemento mecánico fabricado generalmente de  metal o  plástico  y sujeto  a un eje con un  contorno con forma  particular. El giro del eje hace  que el  contorno de la leva  desplace  una pieza  llamada   seguidor ( en la 2º imagen viene como empujador ). biela-manivela El sistema biela-manivela  permiten convertir  un  movimiento giratorio en  uno lineal alternativo. El sistema que vimos al principio del tema con la locomotora de vapor, que aunque ya no se usa en los trenes, es muy utilizado en otras máquinas como el motor de explosión, el  limpia-parabrisas o la sierra de calar entre otros Para terminar con esta parte vamos a ver un motor de automóvil donde podemos apreciar mucho de los sistemas vistos en esta parte del tema