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Transmisión de movimiento y esfuerzo

 

Transmisiones entre ejes paralelos
Transmisiones entre ejes que se cortan
Transmisiones entre ejes que se cruzan
Transformación del movimiento
Engranajes que limitan el par
Diferencial
Enlaces

Transmisiones entre ejes paralelos

La transmisión de movimiento y esfuerzos entre ejes paralelos se hace utilizando engranajes rectos, poleas o cadenas. LEGO ofrece los tres sistemas aunque la cadena no se encuentra en los kits destinados a montar robots..

Ruedas dentadas. Engranajes (imágenes)

Las ruedas dentadas rectas que contiene LEGO MindStorms tienen 8, 16, 24 y 40 dientes. Si las combinamos de dos en dos se pueden conseguir las relaciones de transmisión que se recogen en la tabla:


(Las imágenes de los elementos LEGO de esta página están cogidos de la página Technica con el permiso de su autor)

Los valores de la fila superior son el número de dientes de la rueda conductora, y los de la columna izquierda los de la conducida.

8
16
24
40
8
1
2
3
5
16
0.5
1
1.5
2.5
24
0.33
0.67
1
1.67
40
0.2
0.4
0.6
1

Poleas

La segunda opción que se ofrece para transmitir movimiento y fuerza entre ejes paralelos es utilizar poleas. Este sistema permite aumentar la distancia entre ejes. Además, el sentido de giro de los dos ejes será el mismo. Sin embargo, la transmisión de movimiento y esfuerzos por medio de engranajes ofrece mayor precisión y capacidad para transmitir mayores esfuerzos.

Las tres poleas que contiene LEGo MindStorms tienen los siguientes diámetros: 8.6, 21.9 y 34.2.

En la siguiente tabla se recogen las relaciones de transmisión teóricas que se pueden conseguir con estas poleas (en el caso en que no se produzca deslizamiento entre polea y goma).

Los valores de la fila superior son el diámetro de la rueda conductora, y los de la columna izquierda, los de la conducida..

8.6
21.9
34.2
8.6
1
2.5
4
21.9
0.4
1
1.6
34.2
0.25
0.6
1

Transmisiones entre ejes que se cortan

Cuando hay que transmitir movimiento y esfuerzos entre ejes que se cortan se utilizan los engranajes cónicos. LEGO ofrece engranajes cónicos de 12 dientes. Además, hay otro engranaje de 24 dientes (ver la figura) que combinado con engranajes rectos permite transmitir movimiento entre ejes que se cortan. (imágenes)

Transmisiones entre ejes que se cruzan

Cuando dos ejes se cruzan se utiliza la combinación tornillo sinfín - corona (en nuestro caso la corona será un engranaje recto). Por medio de estas combinaciones se consiguen grandes relaciones de transmisión. En este engranaje el tornillo sinfín siempre será el conductor y la corona la conducida. El tornillo sinfín que suministra LEGO es de una entrada, por lo que las relaciones de transmisión serán las siguientes: (imágenes).

 

Número de dientes de la corona 8 16 24 40
Relación de transmisión 0.125 0.0625 0.042 0.025

Transformación del movimiento

Mecanismo piñon / cremallera

El mecanismo piñon cremallera se utiliza para transformar un movimiento de rotación en un movimiento rectilineo. El módulo de la cremallera que LEGO comercializa tiene un módulo de 3.175 mm, sí que, si utilizamos como piñon una rueda dentada de 8 dientes conseguiremos un desplazamiento por vuelta de 25.4 mm (1"). (imágenes)

Mecanismo tornillo / tuerca

El mecanismo tronillo/tuerca es de uso habitual cuando se necesita un movimiento rectilineo en máquina-herramientas (aunque hoy en día está siendo sustituido por el husillo a bolas). LEGO no ofrece elementos para montar este mecanismo, pero se puede conseguir algo similar utilizando tornillos sinfín y un engranaje recto.

El tornillo sinfín será el conductor, mientras que el engranaje recto se encontrará bloqueado. De este modo pueden conseguirse desplazamientos rectilineos con gran precisión. El paso del tornillo es de 3.175 mm, así que por cada vuelta del eje el desplazamiento horizontal será de 3.157 mm. (imágenes)

Mecanismo biela / manivela

El mecanismo biela/manivela se utiliza para transformar el movimiento rectilíneo en circular, o viceversa. Al contrario de los dos mecanismos anteriores, en este caso el movimiento rectilíneo es de vaivén.

Un ejemplo de la transformación de movimiento rectilíneo en circular se encuentra en el motor de un automóvil (pistón - biela - cigüeñal) o en las viejas locomotoras a vapor. En el caso contrario se encuentran los compresores de aire alternativos. .

El elemento de la figura de la izquierda se utiliza como manivela, aunque hay otros elementos que se pueden utilizar con el mismo fin . (imágenes)

Mecanismo leva / seguidor

Una leva convierte un movimiento de rotación en un movimiento alternativo. En un motor de explosión las levas abren y cierran las válvulas de los cilindros.

La forma de las levas es variable dependiendo de la utilidad a la que se destinan. El elemento LEGO de la figura puede utilizarse como leva.

Engranajes que limitan el par

Este engranaje se utiliza para limitar el par. Con él se pueden proteger ciertos mecanismos, por ejemplo, para que cuando lleguen a un límite no sufran daños.

Diferencial

Cuando un vehículo gira, las ruedas de un lado describen un recorrido de mayor longitud que las del otro, así que si no se desea que se produzca un deslizamiento las velocidades de las ruedas no podrán ser iguales.

Cuando se monta un robot móvil con las ruedas de los dos lados movidas por un solo motor conviene utilizar un diferencial. Para ello combinaremos el elemento de la figura con tres engranajes cónicos.

El diferencial puede ser útil en otros casos, por ejemplo, cuando se controlan dos movimientos con un solo motor. Si uno de los movimientos llega a un tope el otro podrá continuar sin problemas. (imágenes)

Enlaces

The Brick Bakery: describe las distintas combinaciones que pueden lograrse con engranajes Lego, así como las distancias entre ejes correspondientes.

Transmisiones Lego de Segei Egorov: Por medio de una tabla describe las posibles combinaciones de engranajes Lego con sus distancias entre ejes y relaciones de transmisión, con un buen soporte gráfico.


esta página ha sido actualizada el 30/8/03