Elementos de transmisión de movimiento y potencia: Ruedas de fricción

Desde sus orígenes, la humanidad ha tratado de encontrar soluciones técnicas que satisficieran su necesidad de transmitir movimiento desde el lugar donde éste se generaba hasta los puntos en que se necesitaba aplicar, o de realizar grandes trabajos desarrollando pequeños esfuerzos.

Así se fueron desarrollando diversas técnicas y mecanismos que cada vez eran más efectivos. Incluso alguno de ellos no han sufrido cambios significativos con el paso del tiempo. Son los mecanismos transmisores del movimiento. En este apartado vamos a analizar las ruedas de fricción, los sistemas polea-correa, los engranajes y las transmisión por sistemas de cadenas.

Ruedas de fricción

Son elementos de máquinas y sistemas mecánicos que transmiten el movimiento de giro entre dos árboles de transmisión gracias a la fuerza de rozamiento entre las superficies en contacto de las ruedas. Es lo que se denomina transmisión por fricción.

Dibujo con la representación normalizada de dos ruedas de fricción exteriores con sus parámetros característicos.
Representación normalizada de ruedas de fricción y parámetros característicos.
Ruedas de fricción.

Ventajas e inconvenientes.

Ventajas:

  • Este tipo de transmisión tiene la ventaja de que es muy fácil de fabricar, no necesita apenas mantenimiento y es muy silenciosa.

Inconvenientes:

  • No son capaces de transmitir grandes potencias, ya que corren el riesgo de patinar o deslizarse entre sí.
  • Sufren bastante desgaste debito al fuerte contacto que implica la transmisión por rozamiento o fricción.

Partes.

Eje y soporte. Rueda. Banda de fricción.

Tipos.

Tenemos fundamentalmente ruedas de fricción exteriorinterior y troncocónica.

En un par de ruedas de fricción exteriores el sentido de giro de la rueda conducida es el contrario al de la rueda motriz.

La relación de transmisión viene dada por la expresión:

Dibujo de la sección de los tres tipos básicos de ruedas de fricción: interiores, exteriores y troncocónicas.
Tipos de ruedas de fricción.
Representación en 3d de dos ruedas de fricción exteriores en contacto.
Ruedas de fricción exteriores.
Representación en 3d de dos ruedas de fricción interiores.
Ruedas de fricción interiores.

Cálculo

En un par de ruedas de fricción, denominamos rueda de entrada o motriz a la que inicia el movimiento. Rueda de salida conducida o arrastrada es la que recibe el movimiento de la motriz.

Las velocidades de giro de las ruedas dependen, en el caso de que la superficie en contacto no sufra deslizamiento, del tamaño de estas, y se expresan mediante la ecuación:

i igual a n sub s entre n sub e

siendo i la relación de transmisión, ns la velocidad de giro a la salida y ne la velocidad de giro a la entrada.

Las velocidades de giro de las ruedas dependen, en el caso de que la superficie en contacto no sufra deslizamiento, del tamaño de estas, y se expresan mediante la ecuación:

n sub e por d sub e igual a n sub s por d sub s

De donde sacamos que:

n sub s dividido entre n sub e es igual a d sub e entre d sub s

Pudiéndose calcular entonces esta relación en función también de los diámetros (o de los radios) de las ruedas de entrada y salida, siempre para un par de ruedas que estén en contacto directo.

i igual a n sub s entre n sub e igual a d sub e entre d sub s.
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