Calculadora de relación de transmisión

Una relación mayor (conducido ÷ motriz mayor que 1) sí multiplica el par - una reducción de 5:1 entrega cinco veces el par de entrada en el eje de salida, menos las pérdidas por fricción. Sin embargo, la velocidad de salida baja en el mismo factor. Si necesitas par alto y velocidad alta a la vez, necesitas una fuente de entrada más potente, no solo una relación mayor. Un conjunto de engranajes redistribuye la potencia entre velocidad y par, pero no puede crearla.

Un tren de engranajes compuesto enlaza dos o más pares de engranajes en serie, con el eje de salida de la primera etapa accionando el eje de entrada de la siguiente. La relación global es el producto de la relación de cada etapa individual. Una primera etapa de 4:1 seguida de una segunda etapa de 5:1 produce 4 × 5 = 20:1 en total. Los conjuntos planetarios son una forma compacta de tren compuesto: el sol, la corona y el portasatélites pueden combinarse de distintas maneras para producir muchas relaciones diferentes a partir de muy pocas piezas, por lo que las cajas automáticas logran seis u ocho velocidades dentro de un paquete compacto.

Son recíprocas entre sí. Si la relación de transmisión (conducido ÷ motriz) es 4:1, la relación de velocidades (velocidad de salida ÷ velocidad de entrada) es 1:4 - la salida gira a una cuarta parte de la velocidad de entrada. Los ingenieros a veces citan relaciones de velocidades para las sobremarchas: una relación de velocidades de 1.5:1 significa que la salida gira un 50% más rápido que la entrada, lo que es una relación de transmisión de 0.67:1. La relación de par es igual a la relación de transmisión (ignorando pérdidas), así que una relación de transmisión de 4:1 es también una relación de par de 4:1 y una relación de velocidades de 0.25:1.

La sobremarcha es útil siempre que la velocidad de entrada disponible sea demasiado baja para la velocidad de salida requerida, o cuando quieres que un motor primario funcione a sus rpm más eficientes mientras la salida gira más rápido. Ejemplos comunes son la marcha superior de sobremarcha de una caja de cambios de autopista (motor a 1800 rpm, eje de salida a 2600 rpm), las cajas multiplicadoras de las turbinas eólicas (rotor a 15 rpm multiplicando hasta 1500 rpm para el generador) y los accionamientos de centrífugas. Una etapa de sobremarcha reduce el par de salida proporcionalmente al aumento de velocidad, así que la máquina accionada no debe requerir más par del que permite la relación al nivel de par reducido.

El socavado ocurre cuando el perfil de evolvente de un diente de engranaje se talla en exceso cerca de la raíz durante el generado, debilitando el diente y reduciendo la profundidad de trabajo efectiva. Para engranajes rectos estándar de evolvente completa con ángulo de 20 grados, el número mínimo de dientes para evitar el socavado es 17 dientes. Si debes usar un piñón más pequeño (12-16 dientes), especifica un coeficiente de corrección de perfil positivo (modificación del addendum) para restituir material a la zona de la raíz. Como alternativa, un ángulo de presión de 25 grados reduce el número mínimo de dientes a unos 14. Los engranajes helicoidales toleran menos dientes que los rectos porque el ángulo de hélice distribuye la geometría del corte. En la producción de automoción y aeroespacial, los engranajes con corrección de perfil son la norma más que la excepción.