Para contestar este guión, tendrás que buscar entre el material que tienes al final del guión, en el libro de texto y en tus propios conocimientos. Como en todas las actividades, se valorara tu grado de autonomía, es decir, que la puntuación será mas alta así como mas preguntas hayas solventado correctamente sin la ayuda del profesor. Además, si haces preguntas que tienen respuesta directa entre las hojas del guión, perderás puntos automáticamente.

Por tanto, es aconsejable que sigas las normas de realización de actividades, y leas las fotocopias adjuntas o paginas del libro indicadas antes de contestar las preguntas y ejercicios propuestos.

OBJETIVOS DE LA ACTIVIDAD:

Al acabar esta actividad, las capacidades adquiridas han de ser:

• Conocer la forma de enlazar poleas, ruedas dentadas, tornillos sin fin, etc.
• Entender la utilidad de los reductores y multiplicadores para la modificación de fuerzas y velocidades.
• Saber calcular la relación de transmisión de un acoplamiento según la geometría de los operadores.
• Representar esquemáticamente montajes sencillos.

No es necesario que apuntéis las explicaciones que os van dando. Únicamente es imprescindible apuntar aquello que se va indicando.

DESARROLLO:

1) Comprobar que la caja de montajes fischer Technik ut2 que os han designado esta completa (cosa que tendréis que hacer cada día). montar la cadena que hay dentro de la caja, siguiendo las instrucciones del manual de la caja (fig.20) comprobar mientras tanto que están todos los eslabones. Os han de dejar, a mas, 8 puntales de soporte de 30mm.

Atención: En una hoja aparte, haced una lista de los diferentes tipos de operadores que se vayan comentando en la actividad, y dibujada a su lado el símbolo gráfico que se utiliza para representarlos.

Como veis la caja dispone de muchas ruedas dentadas de diferentes tipos. Alguno de los operadores tiene dos diferentes a la vez.

Las ruedas dentadas, que se utilizan en muchas maquinas, se utilizan para transmitir movimiento y fuerza entre diferentes puntos de un mecanismo, generalmente cambiando las velocidades de giro y las fuerzas (Momentos o Pares) de los ejes a que están expuestos. Este cambio de velocidad y la fuerza entre ejes se hace de manera que el producto (multiplicación) F · v es constante, es decir, que si la velocidad aumenta. la fuerza disminuye y viceversa. Para comprobar esto realizar la siguiente practica.

2) Montad la rueda dentada de 10 dientes (piñón) sobre el eje de 60mm y ponerlo de manera que la cadena que habéis montado antes quede colgando por un lado de la mesa. En el extremo mas bajo de la cadena colgad el peso que os proporcione el profesor y medid cuanto sube cuando dais tres vueltas al eje. Fijarse, además con la fuerza que tenéis que hacer para levantar el peso.

Ahora montad la rueda de 20 dientes al otro extremo del eje y hacedla engranar con una rueda de 15 dientes. Medid la altura que sube el peso cuando dais tres vueltas al eje de esta ultima rueda y apuntar si os cuesta mas o menos hacer subir el peso de antes. Después cambiar la rueda de 15 dientes por una de 30 y medir la altura y la fuerza como antes. Como veis, cuanto mas suba el peso mas fuerza tenéis que hacer para subirlo.

• ¿Que le pasa al peso a cada uno de los casos anteriores cuando soltáis el eje motriz (el eje donde estáis haciendo la fuerza)?

Aprovechando la relación entre fuerzas y velocidades que acabáis de experimentar, las ruedas dentadas se utilizan para hacer acoplamientos entre los motores que tienen dientes y las maquinas que queremos mover.

Al cociente (división) que hay entre la velocidad de entrada a un acoplamiento (velocidad de un motor generalmente) y la velocidad de salida de el (lado de la maquina) se le describe como relación de transmisión, "i", y cumple con la siguiente relación.

i = n1 / n2 = D2 / D1 = z2 / z1

n = Velocidad de giro o numero de vueltas.

D = Diámetro de la rueda.

z = Numero de dientes de la rueda.

Donde el subíndice 1 hace referencia a la entrada y el subíndice 2 a la salida.

3) Desmontar las ruedas de la parte exterior del acoplamiento de ruedas de la caja nº37, y colocad la rueda de 44 dientes solidaria al eje de 50 mm, en la posición 1 del acoplamiento (fig.11 del manual de la caja). Calcular la relación de transmisión utilizando los diámetros o el numero de dientes de las ruedas y después calcular, con la relación de transmisión encontrada, cuantas vueltas dará el eje interior (el que tiene la rueda de dientes gruesas) cuando el eje exterior le deis 5 vueltas. Comprobar haciendo girar el eje exterior (podéis marcar un diente con un lápiz o tiza para ayudaros).

Cuando queremos conseguir relaciones de transmisión muy grandes (para reducir mucho la velocidad de giro de un motor y aumentar mucho la fuerza) hemos de engranar una rueda muy grande con otra muy pequeña (con las limitaciones de espacio que esto lleva asociado) o bien hemos de acoplar muchas ruedas dentadas, juntas de dos en dos, de manera que el eje de salida de un engranaje haga de eje de entrada del siguiente. A estos tipos de montaje se les dice Tren de engranajes, i su relación es igual a la multiplicación de las relaciones de transmisión de cada una de las parejas de ruedas dentadas engranadas que hayan.

4)Calculad las relaciones de transmisión de cada pareja engranada del acoplamiento anterior completo (fig. 13) (fijarse que si las ruedas mas grandes tienen todas el mismo diámetro tendrán el mismo numero de dientes), y después calcular la relación de transmisión del acoplamiento completo. Comprobar dando dos vueltas al eje de salida.

Como veis, el motor de la caja de engranajes lleva acoplado en su eje un tornillo sin fin (a parte de una rueda de dientes pequeñas y una polea). El tornillo sin fin es un tipo especial de rueda dentada que tiene generalmente 1 solo diente, enrollada por su lado. Entre otras ventajas, permite relaciones de transmisión bastante grandes con un único engranaje o pareja de ruedas, y además constituye mecanismos irreversibles, es decir que el tornillo sin fin puede mover la rueda pero la rueda no puede con el tornillo sin fin. Para comprobar esto realizar el siguiente montaje:

5) En el montaje del apartado 2 colocar el tornillo sin fin (nº13) engranando con la rueda de 20 dientes, en el lugar de la rueda de 30 dientes (como veis, el eje de giro del tornillo sin fin ha de estar perpendicular al de la rueda engranada, en lugar de paralela como sucedía con los engranajes de ruedas cilíndricas). Después, colocando otra vez el peso debajo de la cadena y midiendo el que sube, contad el nº de vueltas que tenéis que dar al tornillo sin fin para que la rueda de una vuelta entera y fijarse con la fuerza que tenéis que hacer para ir levantando el peso. Apuntar la altura que ha subido el peso.

Si todo ha ido correcto, tendríamos que haber dado tantas vueltas como dientes tiene la rueda cilíndrica y el peso habría subido mucho menos que cualquier caso del apartado 2, pero en compensación, habéis tenido que hacer menor fuerza. A demás, ¿que pasa ahora si soltáis el eje motriz?.

6) Ahora que sabéis calcular las relaciones de transmisión, ensamblar el motor al acoplamiento de engranajes completo, y conectarlo a la fuente de alimentación, calcular la velocidad a que gira el motor (el eje del motor, se entiende) contando las vueltas por minuto que da el eje de salida.

La cremallera es otro operador dentado especial. Es igual que una rueda dentada abierta y aplanada. Como pasa a todas las ruedas dentadas, el engranamiento entre los dos operadores que queramos acoplar se ha de hacer con dientes del mismo tipo para que cada diente de un operador vaya engranado con otro diente del otro. La principal función de las cremalleras es convertir el movimiento lineal que tienen ellas en movimiento rotatorio de la rueda que engranen, o viceversa.

7) Montar las cremalleras que tenéis en la caja y utilizando el motor intentar conseguir que la cremallera se mueva a una velocidad entre 20 y 25 cm/minuto (podéis utilizar todos los operadores que necesitéis).

8) Dibujar un esquema del ejercicio que habéis montado (ejer. 7), utilizando los símbolos gráficos de los operadores.

El engranaje diferencial es un mecanismo compuesto por ruedas dentadas que tiene un funcionamiento muy interesante. Su función es repartir el giro y la fuerza que le llega a la rueda principalmente los dos ejes que salen de el, en función de la resistencia que encuentra conectada a cada eje, es decir, que si a un lado le ponemos un peso mas grande que el otro, este lado girara mas poco a poco. Para comprobarlo haced lo siguiente:

9) Montar el engranaje diferencial poniendo una rueda de 30 dientes a cada lado, de manera que podáis colgar media cadena a cada una, con un peso diferente a cada parte. Acoplar después el motor a la rueda principal del diferencial de manera que gire muy poco a poco y fijarse en que peso sube mas rapido, el que pesa mas o el que pesa menos.

Este mecanismo lo llevan todos los coches modernos para compensar la diferencia de velocidad existente entre las ruedas motrices cuando el coche coge una curva. Pero en algunos casos esto es negativo, como por ejemplo cuando una de las ruedas motrices pierde adherencia con la tierra (queda dentro de l fango o sobre el hielo). En este caso, la rueda que patina gira loca y la otra no se mueve.

• Comprobad este efecto con el montaje anterior, cuando quitáis el peso (y la cadena) a uno de los lados.

Es por eso que muchos vehículos todo terreno van equipados de un mecanismo para bloquear el funcionamiento del diferencial y así una rueda sigue girando aunque la otra este sobre el barro.

(Pero llevar el blocante del diferencial conectado continuamente es perjudicial cuando tenemos que ir por carreteras de asfalto que tienen curvas).