¿Qué es una caja de cambios? - Definición, tipos y usos

Una caja de cambios a menudo se llama transmisión. Una caja de cambios simplemente se refiere a un conjunto de engranajes y sus carcasas, que se encuentran más comúnmente en los automóviles. Dado que la mayoría de los motores de automóviles tienen altas velocidades de funcionamiento y de ralentí, las transmisiones permiten que la máquina funcione de manera eficiente y también ayudan a reducir la velocidad y detener la máquina.

Las cajas de engranajes se utilizan para transferir energía de una fuente de energía giratoria a otra y se encuentran en automóviles, turbinas y maquinaria pesada. En este artículo, aprenderá sobre las cajas de cambios y sus tipos.

¿Qué es una caja de cambios?

Una caja de cambios es un dispositivo mecánico que se utiliza para aumentar la salida de par o cambiar la velocidad (RPM) de un motor. El eje del motor está conectado a un extremo de la caja de cambios y, a través de la configuración interna de los engranajes de la caja de cambios, proporciona un par de salida y una velocidad específica determinada por la relación de transmisión.

La definición más básica de una caja de cambios es que es una unidad o componente mecánico que consta de un engranaje o conjunto de engranajes incrustados en una carcasa. De hecho, el propio nombre lo define como una caja que contiene engranajes. En el sentido más básico, una caja de cambios funciona como un sistema de engranajes. Cambie el par y la velocidad entre un variador, como un motor, y una carga.

Los engranajes en las cajas de engranajes pueden ser de varios tipos, desde engranajes cónicos y helicoidales hasta engranajes helicoidales y engranajes planetarios. El engranaje está montado sobre un eje soportado por cojinetes de rodillos y gira a su alrededor. Una caja de cambios es un método mecánico de transferir potencia de un dispositivo a otro, que se utiliza para aumentar el par cuando se reduce la velocidad.

Las cajas de engranajes se utilizan en muchas aplicaciones, incluidas máquinas herramienta, equipos industriales, cintas transportadoras y casi cualquier aplicación de transmisión de potencia de movimiento giratorio que requiera un cambio en el par y la velocidad.

como funciona la caja de cambios

Las cajas de cambios convencionales suelen tener dos juegos de engranajes: entrada y salida. la entrada y la salida. Los engranajes de entrada están fijados en el eje intermedio, convirtiéndolos en una sola unidad. Impulsa los engranajes individuales en el eje principal, que giran libremente sobre cojinetes.

Entonces, la caja de cambios transmite la potencia a las ruedas dependiendo de qué engranaje esté engranado en el eje principal. Además, empujar el manguito de la palanca de cambios en el engranaje deseado bloquea el engranaje en el eje principal y lo gira. Por lo tanto, el eje principal gira a la velocidad de los engranajes engranados y proporciona potencia de acuerdo con la relación de engranajes engranados.

Caja de cambios: velocidad vs. tracción

Básicamente, conducir un automóvil requiere velocidad y tracción. Los engranajes de transmisión lo ayudan a elegir uno u otro según su situación de manejo.

Las marchas más bajas, 2.ª y 1.ª, proporcionan la mejor tracción, mientras que las marchas más altas, 5.ª y 6.ª (si está equipado) proporcionan la mayor aceleración. Además, el número de marchas de la caja de cambios proporciona una excelente combinación de tracción y velocidad.

Por lo tanto, ayuda al conductor/piloto a elegir la combinación más adecuada para aumentar la eficiencia. Por lo tanto, es muy importante elegir la marcha adecuada según las condiciones de la carretera y la carga. Las marchas más cortas mejoran la aceleración y el despegue, mientras que las marchas más altas mejoran la velocidad máxima.

Tipos de cajas de cambios

En general, existen tres tipos diferentes de reductores: concéntricos, paralelos y de ángulo recto. Un cuarto tipo, llamado montaje en eje, también se utiliza en situaciones en las que las aplicaciones tienen una configuración en la que no se pueden montar con patas.

Tipo de caja de cambios	Disposición del eje	Asamblea
Concéntrico	Los ejes de alta y baja velocidad están en el mismo plano horizontal y vertical.	Está montado sobre una pata.
paralelo	Los ejes de alta y baja velocidad están en el mismo plano horizontal y son paralelos entre sí.	Está montado sobre una pata.
Ángulo recto	Los ejes de alta y baja velocidad tienen una conexión de 90 grados	Está montado sobre una pata.
Instalación del eje	La caja de cambios está montada directamente sobre el eje impulsado y soportada por este	eje montado

A continuación se muestran algunos de los diferentes tipos de cajas de cambios industriales y cómo se utilizan.

1. Caja de cambios helicoidal:

La caja de cambios en espiral consume menos energía y es de tamaño compacto. Este equipo se usa en una amplia variedad de aplicaciones industriales, pero generalmente se usa para aplicaciones de servicio pesado. Los reductores de tornillo sinfín son populares en la construcción de plástico, cemento, caucho y otros entornos industriales pesados. Trituradoras, extrusoras, enfriadoras, transportadoras, etc. todo son útiles para aplicaciones de baja potencia.

Los engranajes helicoidales son únicos porque tienen un ángulo fijo que permite que más dientes interactúen en la misma dirección durante la operación. Esto crea un punto de contacto constante durante un período de tiempo. Los reductores helicoidales de extrusora se utilizan en extrusoras donde se requiere la máxima resistencia a la torsión y para aplicaciones de bajo nivel de ruido. Los reductores de extrusión se utilizan en industrias plásticas y máquinas que requieren alta resistencia mecánica.

2. Línea espiral coaxial:

Lo que lo hace único es que está en un ángulo fijo, lo que permite una mayor interacción en la misma dirección de movimiento. Esto da como resultado un contacto constante durante un período de tiempo. Los engranajes helicoidales de la extrusora también se utilizan para un uso óptimo de la resistencia a la torsión y para aplicaciones ligeras. Las aplicaciones incluyen acero, trenes de laminación, transportadores, elevadores y la industria del petróleo.

3. Caja de engranajes cónico-espiral:

¿Conoces la característica principal de esta caja de cambios? Es un conjunto de dientes curvos sobre una superficie cónica cerca del borde de la máquina. Los engranajes cónicos también se utilizan para crear un movimiento giratorio entre ejes no paralelos. Están involucrados en minas, mezcladores y cintas transportadoras.

4. Reductores de gusano:

La caja de engranajes helicoidales utiliza una rueda caliente de gran diámetro. Un tornillo sinfín o tornillo engrana con dientes en la circunferencia exterior de la caja de engranajes. La rotación del tornillo sinfín impulsa la rueda de la misma manera y en un movimiento helicoidal. Esta configuración está diseñada para permitir que el engranaje gire, pero el engranaje no puede girar el tornillo sin fin.

Se utiliza para frenado y frenado de emergencia en sistemas transportadores debido al ángulo plano del tornillo. Estos reductores también se utilizan en maquinaria farmacéutica y de envasado, cintas transportadoras en plantas de embotellado y maquinaria para la industria alimentaria.

5. Caja de cambios planetaria:

Las cajas de engranajes planetarios se consideran ideales y también son conocidas por su durabilidad, precisión y rendimiento único. Cuenta con una aplicación detallada. Los engranajes planetarios prolongan la vida útil de su máquina y maximizan su rendimiento.

Esta caja de engranajes está disponible como hueco sólido o con varias opciones de montaje, como brida, pata y eje. Las aplicaciones de esta herramienta varían según la industria. Pero la conclusión es que las cajas de engranajes están diseñadas para simplificar las funciones mecánicas en varias industrias.

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