1) TEMA: ARBOLES DE TRASMISIÓN TRASMISIÓN 2) OBJE OBJETI TIVO VO GENE GENERA RAL L Analizar la función de cada uno de los elementos de una junta uniersal en la trasmisión del moimiento desde la caja de elocidades a las ruedas motrices de un e!"culo 3) OBJE OBJETI TIVO VOS S ESPEC ESPECIF IFICO ICOS S Reconocer e identificar el ti#o de $r%ol de transmisión& juntas articuladas ' junta deslizante (ue e(ui#a al e!"culo& como es en su montaje ' dis#osición) Realizar el desmontaje ' des#iece de articulaciones ' ejes articulados Real Realiz izar ar el dia* dia*nó nóst stic icoo ' dete determ rmin inar ar las las aer aer"a "ass ' soli solici cita taci cion ones es de mantenimiento (ue se re(uieren juntas trasmisión) 4) MA MARC RCO O TE TEÓRIC ÓRICO O •
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• •
El cardá
El card$n card$n es un com#on com#onent entee mec$n mec$nico ico&& descri descrito to #or #or #rimer #rimeraa ez #or #or +irola +irolamo mo ,ardano& (ue #ermite unir dos ejes (ue *iran en un $n*ulo distinto uno res#ecto del otro) Su o%jetio es transmitir el moimiento de rotación de un eje al otro a #esar de ese $n*ulo) En los e!"culos de motor se suele utilizar como #arte del $r%ol de transmisión& (ue llea la fuerza desde el motor situado en la #arte delantera del e!"culo !acia las ruedas traseras) El #rinci#al #ro%lema (ue *enera el card$n es (ue& #or su confi*uración& el eje al (ue se le transmite el moimiento no *ira a elocidad an*ular constante)
-i*) .) ,onstrucción de la junta uniersal ' la cruceta J!"a# $%&%c'("'ca#
La junta es una #ieza com#leja& (ue unida al #alier de transmisión tiene como finalidad conect conectar ar dos ejes ejes dis#ue dis#uesto stoss lon*it lon*itudi udinal nalme mente nte&& no contin continuos uos&& de mod modoo (ue la elocidad entre ellos sea i*ual en todo momento)
-i*) /) 0untas !omocin1ticas
El #alier de transmisión de las ruedas fi*ura /& se conecta #or uno de sus e2tremos con el diferencial ' #or el otro con el %uje de la rueda) Esta transmisión est$ sometida a los moimientos oscilatorios de la sus#ensión ' los moimientos *iratorios de la dirección& ' #or lo tanto de%e ser articulada) La junta !omocin1tica es una unión articulada& una es#ecie de rótula com#leja& (ue #ermite estos moimientos sin (ue #or ello las ruedas #ierdan tracción ni sufran las transmisiones Estilos de co#as de uniones uniersales E2isten nuee estilos %$sicos de co#as utilizadas #ara sostener la unión en las camisas del aco#le 3fi*)45) El estilo de la co#a lo desi*na
-i*) 46 Eje de transmisión de dos #iezas (ue utiliza tres juntas uniersales) ) MA MARC RCO O PROC PROCE* E*IM IMEN ENTA TAL L
Realizar el reconocimiento de los elementos (ue forman la 0unta uniersal& en las ma(uetas did$cticas asi*nadas) +/47879 fi*ura 9
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-i*) 9 Estructura 0unta :niersal • •
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• • •
Analizar el funcionamiento funcionamiento de de la junta uniersal uniersal Tomar los datos necesarios #ara determinar los $n*ulos de inclinación m$2imo (ue #ermite la junta uniersal) Esta%lecer un #roceso adecuado #ara el desarmado de los com#onentes de la junta uniersal) ,om#ro%ar el estado de los elementos de la junta uniersal Armar la junta junta uniersal ;erificar el correcto funcionamiento
+) REC,RSOS ,TILI-A*OS CONS,MIBLE)
.E/,IPOS0
ACCESORIOS
MATERIAL
$rra&'"a# !'5%#:
0ue*o de !erramientas de mano 3llaes& dados& destornilladores& etc)5
•
Ma"r'al# '#!&%#:
-ranela
•
Ma"r'al d'dác"'c%:
Manuales
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Datos t1cnicos
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Ma(uetas did$cticas de juntas uniersales
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E!'5% d #6!r'dad:
E2tintor
•
E(ui#o de #rotección #ersonal 3oerol5
•
7) REGISTRO *E RES,LTA*OS
.5 Enumerar cronoló*icamente los #asos se*uidos #ara el desarmado de las cajas de cam%ios asi*nadas) .). Ase*ure el e!"culo so%re una su#erficie sólida ' nielada #ara (ue no se ruede o incline al leantarlo 3en caso de realizar en un e!iculo5) .)/) ,on a'uda de un *ato& leante el e!"culo) .)4
Retire los anillos de se*uridad (ue retienen los cojinetes en el aco#le en :) .)? ,on a'uda de una #rensa& una co#a *rande& ' un tornillo& retire el #asador con sus cojinetes de su #osición) .)@ A medida (ue cada rodamiento se e forzado lo suficientemente lejos de su asiento& suj1telo con un #ar de alicates ' tire de 1l)
.).7 Aca%e de retirar la cruceta del aco#le en :) .).. Lim#ie a fondo toda la suciedad ' materia e2traa de los 'u*os en am%os e2tremos del eje de transmisión) .)./ Instale #arcialmente un cojinete en un lado de la !or(uilla del eje) .).4 Inserte la cruceta en #osición ' aca%e de introducir el cojinete) Lue*o re#ita al otro lado) Ten*a cuidado de no daar los sellos o los cojinetes de a*ujas) .).9 Instale los anillos de se*uridad) Si usted est$ teniendo #ro%lemas #ara introducirlos& corra un #oco la cruceta con un martillo en la dirección (ue re(uiera) .).8 ,olo(ue el eje e inserte el aco#le frontal de manera (ue las estr"as del mismo cuadren con las de la transmisión) .).= :se las marcas de referencia realizadas durante la e2tracción& alinee el eje de transmisión con la %rida de aco#lamiento ' f"jelo con las a%razaderas de #ernos) .).> Instale la *rasera ' llene la junta con *rasa) Ten*a cuidado de no llenar en e2ceso la cruceta& 'a (ue esto #odr"a so#lar los sellos de *rasa) 2) Pr#"ar l%# r#!l"ad%# d la 8r'9'cac' dl #"ad% d l%# l&"%# d la ;!"a !'8r#al ! <%&%c'("'ca % a#'6ada0 9%r&a d "a=la0 "al c%&% # 'd'ca la "a=la 1>
Elemento
Ta%la .) Estado de elementos de una 0unta :niersal ,om#ro%ación ' Estado del Acción a tomar manera de elemento realizarlo
,rucetaterminal a2ial
Dado de la cruceta
Cue no est1 do%lado& estirado& o torcido o #resente #icaduras en los e2tremos
Si #resenta ,am%io del #icaduras en los elemento en su e2tremos se totalidad encuentra en mal estado
De manera isual Mal estado ,am%io (ue se encuentre de%ido a la falta cruceta en %uen estado de #alillos los #alillos ' (ue
de
la
est1n com#letos ' no se encuentren des*astados
or(uilla
De manera isual (ue se encuentre con el di$metro correcto (ue no #resente deformaciones inde%idas
Des*aste en las su#erficies de contacto)
Mandar a rectificar el elemento o en su caso cam%iarlo #or uno nueo
Arandelas de se*uridad
De manera isual (ue no se encuentre roto (ue se encuentre montado de manera correcta
Las arandelas de ,am%iar #or se*uridad se unos elementos encontra%an rotas nueos ' no e2ist"a una arandela del elemento)
3) Ral'c l d'&#'%ad% d !a ;!"a carda d ac!rd% al 5ar "ra#&'"'d% .T) a 5ar"'r d la 5%"c'a a5l'cada .P) la 8l%c'dad d 6'r% dl ; c%d!c"%r .?)0 8r'9'! c% la# d'&#'%# d la ;!"a !'8r#al d c!al!'r 8<@c!l%
Lo datos con los (ue contamos #ara realizar el c$lculo del $r%ol son6 777 r#m Lon*itud del $r%ol6 .&> m Relación m$2ima de la caja de cam%ios6 9)/6. Relación m"nima de la caja de cam%ios6 7)?6. Las elocidades m$2imas ' m"nima del $r%ol conducido ser$n6 Wc(mín) = Wa(cos
∝
)
∝
Wc(máx.) = Wa / (cos
)
de / di = γ
Esta relación suele oscilar entre 7&= ' 7&@) Se deduce la si*uiente6
−γ
1
M
de 4
0.2
( RC )( Kt )¿ ¿
955
√ ¿
,on los datos de (ue se dis#one se calculan6 M/7 m)F*/777cm)F* Ft @77 F*Gcm/ γ 7&=G7&@ 3Tomamos 7&?5
Rc.G9)/ 2000
de 4
/( 4.2 )( 900 )( 1−0.8 )
0.2
¿ √ ¿ (
955
)/( 900 )( 0.2)−( 1− 0.84 ) ¿ √ ¿
2000 4.2
4
8)/cm 8/mm ;elocidad cr"tica La fórmula #ara calcular la elocidad cr"tica es la si*uiente6 ;c 477G √ fo r#m
El momento de inercia es6 Io #iG4/3de9di95
(de 2 – di 2 )/ L 2 γ E √ ;c G 3 5 r)#)m √ ¿¿ :tilizando #ara la construcción del $r%ol un acero fino de alta resistencia -./4 cu'as #ro#iedades mec$nicas son6 E=83.7= F*Gcm/5 γ >&?3.74 F*Gcm45
Sustitu'endo estos alores en la ecuación se o%tiene (ue6 ;c =>.3
(de 2 – di 2 )/ L 2 r)#)m) √ ¿¿
,on los alores antes calculados de ' di ' con una lon*itud L .&8 m se o%tiene una elocidad cr"tica de6 ;c =>.
(402 – 322 )/ 1,52 √ ¿ ¿
.8/>=&4 r)#)m Siendo ;c La elocidad cr"tica ' n% la elocidad m$2ima o%tenida en función del r1*imen m$2imo del motor ' la reducción m"nima de la caja de cam%ios& se de%e cum#lir siem#re (ue6 n% ;c =&94& la reducción m"nima es de rc.G7&?.. ' nm=>77 r)#)m)& #or lo (ue o%tenemos un coeficiente de se*uridad de6 ;cGn% cG 3nm rc5 .8/>=&94G3=>773.G7&?..55 .&? ;alor (ue se encuentra dentro de los l"mites #ermitidos6 Cálc!l% d la ar"'c!lac' Carda>
El #ar (ue so#ortar$ la articulación ,ardan iene dado #or la ecuación) Si -n es el esfuerzo a (ue est$n sometidos los cojinetes de la articulación ' R el radio de a#licación de dic!o esfuerzo con res#ecto al eje *eom1trico del ,ardan& se tiene (ue6 -n M% G R Al estar los dos cojinetes sim1tricos res#ecto al eje de ,ardan& cada uno so#ortara una car*a de6 -n G / JM% G R El esfuerzo a so#ortar #or el cojinete de%er$ ser a%sor%ido #or la su#erficie #ro'ectada del mismo so%re su %razo6 S l 3d5 3Su#erficie #ro'ectada #or un cojinete5 Siendo
Lon*itud efectia del eje intermedio& Distancia de una cruz a la otra Di$metro del eje de salida Di$metro del eje de entrada
• • • •
,$lculos6 Lon*itud efectia del eje intermedio .).4 m Distancia de una cruz a la otra .).= m Di$metro del eje de salida 47 mm Di$metro del eje de entrada47 mm
( 1.21∗10 )∗√ Dsal − Den t Vcr = 7
2
L
2
( 1.21∗10 )∗√ (30 ) −( 0.30 ) 7
Vcr =
2
2
2
2
( 116 )
Vcr =18000 RPM
85 Realice una %ree inesti*ación acerca de las si*uientes confi*uraciones de junta uniersales ,onfi*uración P6 los #lanos formados #or los ejes de entrada ' salida son #aralelos
•
-i*) 8 ,onfi*uración P ,onfi*uración Q6 los #lanos formados #or los ejes de entrada ' salida son secantes
•
-i*) =) ,onfi*uración Q
,onfi*uración QP o Tridimensional6 com%inación de P ' Q
•
-i*) > ,onfi*uración QP
+) Ral'c l cálc!l% d la #"'&ac' d la 8'da "'l .<%ra#) d la ;!"a carda0 "'d% c!"a l T%r!0 á6!l% d 'cl'ac' RPM 5ara ll% !"'l'c la #'6!'" 6ra9'ca
DATOS IM<:ESTOS • • • • •
i (uinta
elocidad 7)? Tor(ue motor /87Nm 8 R777 R
7) Ral'c !a =r8 d#cr'5c' d la# #'6!'"# "'5%# d ;!"a# J!"a <%&%c'("'ca r55a
La junta del ti#o Rze##a o m$s conocida #or Vjunta !omocin1tica de %olasV es la m$s utilizada !o' en d"a) Esta junta suele utilizarse com%inada con la +laenzer tr"#ode deslizante 3er fi*ura su#erior5& esta Kltima montada en el lado caja de cam%ios ' junta Rze##a en lado rueda& #ues tra%aja #erfectamente %ajo condiciones de *ran an*ularidad) Esta junta de%ido a su com#lejidad constructia no se !a im#uesto su utilización !asta no !ace muc!os aos) La junta Rze##a consta de seis %olas (ue se alojan en una jaula es#ecial o caja de %olas 3>5) A su ez& las %olas son solidarias del $r%ol conductor ' del conducidoW este aco#lamiento se #roduce de%ido a (ue las %olas tam%i1n se alojan en unas *ar*antas toricas& (ue est$n es#aciadas uniformemente a lo lar*o de dos #iezas interior ' e2terior) La #ieza e2terior 345& en forma de cam#ana& est$ unida al $r%ol conducido& en el lado rueda) La #ieza interior 3?5 es el nKcleo del eje conductor& eje (ue& a su ez& se une a la junta !omocin1tica (ue sale de la caja de cam%ios
Fig. 7 Junta homocinética rzeppa
J!"a <%&%c'("'ca "rac"a
Los $r%oles de entrada ' salida incor#oran unas !or(uillas (ue se aco#lan a dos #iezas centrales& (ue !acen el efecto del $r%ol intermedio de las juntas) Estas dos #iezas centrales& (ue denominaremos VnuecesV #or su enorme #arecido con este alimento) Las nueces son mac!o ' !em%ra& ' se aco#lan entre s" de manera (ue los elementos (ue transmiten el moimiento est$n siem#re en el #lano %isector) Los $n*ulos a los (ue #uede tra%ajar esta junta son im#ortantesW no o%stante& cuando alcanzan alores del orden de 98 no #ermiten la transmisión de #ares de eleado alor) La an*ularidad de la junta iene limitada #or la *eometr"a ' la resistenciaW en esas condiciones sur*en moimientos relatios entre las #iezas (ue dan lu*ar a rozamientos intensos (ue #roducen incrementos de tem#eratura) Ello limitara la ida de la junta& #or lo (ue los #ares a transmitir %ajo $n*ulos fuertes tienen (ue ser m$s %ajos (ue los (ue #odr"a transmitir con los ar%oles conductor ' conducido en #rolon*ación uno del otro)
Fig. 7 Junta homocinética tracta
J,NTA $OMOCINDTICA BEN*IEISS
Esta junta como la Rze##a utiliza %olas (ue #ro#orcionan las #untos de contacto #ro#ulsores& en est$ no !a' jaula (ue controle las %olas& las cuales an #erfectamente ajustadas en sus #istas entre las dos mitades del aco#lamiento) Las cuatro %olas deslizantes son fijadas #or una %ola interior taladrada (ue *ira so%re un #asador alojado en el semieje e2terior) El #lano de los #untos de contacto se mantiene en la %isectriz del $n*ulo de los dos semiejes& #ero la #osición de las %olas se consi*ue #or el Vroce del rodamientoV entre las cuatro %olas ' sus #istas)
Fig. 8 Junta homocinética BENDIX-WEISS
J!"a# <%&%c'("'ca# d#5laa=l# d "r@5%d
Se montan en el lado diferencial ' amorti*uan la transmisión de las i%raciones del motor !asta un =8X)
Fig. 9 Junta homocinética !ep"aza#"e !e tr$po!e
J!"a c%ra
A#licada en los e!"culos de tracción delantera se de%en) Cue de%en #ermitir $n*ulos mu' eleados entre el eje de salida 3eje de la rueda5)
Fig. %& Junta homocinética Junta corna'
J!"a lá#"'ca #'l"=l%cH
Este ti#o de junta es de ma'or elasticidad (ue la de discos de *oma& #or lo (ue #ermite ma'or desiación an*ular 8 a ?)Su entaja #rinci#al es amorti*uar con ma'or eficiencia las oscilaciones ' ruidos)
Fig. %% Junta e"(tica i"ent#"oc)
Se em#lean en el eje trasero a fijo a la carroceria& no necesita transmitir el *iro con *randes ariaciones an*ulares) I
J!"a ='r9'ld
0untas uniersales #ara tracción delantera) ,om#onentes de la junta Birfield)
Fig. %* Junta e"(tica i"ent#"oc)
La ;!"a "r@5%d d#l'a" De ti#o +laenceres de en*rase #ermanente ' se caracteriza #or su reducido olumen) Esta ti#o de junta siem#re se coloca en el lado del diferencial ' tiene un rendimiento mu' eleado ' mu' #oca resistencia al deslizamiento La junta tr"#ode deslizante +laencer se com#orta de forma !omocin1tica %ajo cual(uier $n*ulo& con *ran ca#acidad #ara la transmisión de #ares ' un eleado rendimiento mec$nico)
Fig. %* +a ,unta tr$po!e !e"izante
J!"a "<%&5#%
:n aco#lamiento T!om#son es una ersión refinada de la articulación card$n do%le) Ofrece li*eramente ma'or eficiencia)
Fig. % Junta e"(tica JN/0 /1234S2N
J!"a !'8r#al 9l'=l
,om#onentes de cone2ión #ara ejes de ,unta uni5era" ) Aco#lamiento en sus accionamientos con muc!a 6"ei#i"i!a! ) Las cone2iones de %ridas)
Fig. % Junta uni5era" 6"ei#"e
) Ral'ar l #'6!'" calc!l%0 la 9'6!ra + # &!#"ra !a ;!"a !'8r#al d%=l c% "r# ;# c%"'d%# ! &'#&% 5la%0 l á6!l% B1K2 l á6!l%
B2K3 la 8l%c'dad l "%r! d "rada #% K2 RPM M1 K 2 N>& l ; E1> S d#a #a=r:
Datos6 An*ulo B./8 An*ulo B/48 Q/7R
=
cos β 1
2
− ( SENβ ) (COSX )
2
X =0 X = π W 1 min X =W 1 COSβ π
X =
X =
X =
i=
2
3 π 2
W 2 ma
W 1 COSβ
1
COSβ 2
−(COSX ) ( SENβ )
2
W 2=i ∗W 1
W 2=
∗√ 3
2 4
2
−( COSβ )
W 1
W 2=21.7 RPM
W 3=
∗√ 3
2 4
2
−( cos35 )
∗21.7
W 3=22.58
RPM
) CONCL,SIONES
Se debe de seguir un proceso para poder desmontar el cardan para no estropear
ningún elemento, para su fácil armado. Revisar las superficies de las crucetas, en busca de juego ya que estos juegos provocan que vibre el cardan a altas velocidades, Las juntas cardan nos permiten transmitir el movimiento entre dos ejes desalineados Al momento de armar los cojinetes en la cruceta tener en cuenta de colocar los seguros en su posición. ar mantenimiento a las crucetas con el respectivo engrase el cual no debe ser en e!ceso ya que esto da"a los retenes de los cojinetes
) BIBLIOGRAFIA 1 ]*ueda ,asado& E) 3/7./5) Sistemas de transmisión de fuerzas ' trenes de rodaje) Madrid6 85) ,ajas de cam%io manuales) 4 Mart"n ern$ndez& 0) and <1rez Belló& M) 3/7795) Tecnolo*"a de la electricidad del automóil) Madrid6 ,)I)E) Dossat /777)
