Componentes Clave en la Transmisión Mecánica: Embragues, Cajas de Cambio, Frenos y Ejes

Embragues

Los embragues sirven para conectar y desconectar el eje motriz del resistente. Si para conectar los ejes motriz y resistente tienen que estar ambos en reposo, el embrague es de accionamiento estático; en cambio, si la conexión se puede realizar estando los ejes en reposo o en movimiento, el embrague es de accionamiento dinámico.

Los embragues de accionamiento estático se basan en el enclavamiento de piezas del eje motriz en el eje resistente. La desconexión-conexión de los ejes se debe realizar cuando los dos estén en reposo, de no ser así, las piezas de enclavamiento se romperían.

En los embragues de accionamiento dinámico, la potencia o el par que se comunica desde el eje motriz al resistente se puede variar de forma continua. El embrague de fricción consta básicamente de dos discos: uno acoplado al eje motriz y el otro al eje resistente. La transmisión de potencia se realiza mediante fricción entre los dos discos. Cuando no se transmite potencia al eje resistente, los dos discos están separados y cuando la transmisión de potencia es máxima, los discos están en contacto.

Caja de Cambios

Es un tren de engranajes con dentado helicoidal que se utiliza para variar la relación de transmisión entre dos ejes de rotación. Son dos ejes, el eje primario, asociado al motor y el eje secundario, acoplado a las ruedas.

El eje primario va provisto de una serie de engranajes que giran solidarios a él, mientras que los engranajes existentes en el eje secundario giran locos, sin relación con el eje de salida. En el eje secundario existen unos manguitos, que disponen de unas estrías interiores con las que se adhieren al eje y que les permiten deslizarse linealmente sobre él, y de otras estrías exteriores que encajan en los engranajes que antes giraban locos en el eje secundario, fijándolos al eje de salida.

Se utiliza en la automoción, cuando en un coche se quiere cambiar de marcha. Si se quiere dar marcha atrás, hay que colocar un tercer piñón que engrane con los que están fijos a los ejes primario y secundario.

Ejes de Transmisión

Pueden ser de acoplamiento rígido o móvil.

Los ejes de acoplamiento rígido están constituidos por elementos rígidos. Los ejes entre los que se quiere transmitir el movimiento se conectan mediante una unión fijada por tornillos o elementos similares. En este tipo de ejes se presenta el problema de la posible desalineación u oscilación entre los puntos conectados, que por ser rígida la unión, la acabaría destruyendo.

Para solventar esta dificultad se utilizan los ejes de acoplamiento móvil, que pueden absorber estas oscilaciones o desalineaciones:

• Juntas elásticas: son de caucho, goma o neopreno. Absorben irregularidades de giro y permiten una variación máxima de 15º de desalineación entre ejes.
• Juntas cardán: transmiten el movimiento entre dos árboles no alineados. En los extremos se colocan dos horquillas que se unen mediante una cruz. Para permitir el giro entre la cruz y la horquilla, se colocan unos rodamientos. Debido a las oscilaciones que produce este tipo de juntas durante el movimiento de giro, se colocan siempre dos en el mismo árbol.
• Juntas homocinéticas: transmiten el movimiento entre dos árboles no alineados. No producen oscilaciones. Este tipo de juntas se emplea principalmente en la industria del automóvil y en la transmisión del movimiento a las ruedas.
• Juntas Oldham: en ambos extremos van colocados los discos solidarios a los árboles. Para la transmisión del movimiento entre ambos árboles se coloca otro disco. Esta junta se emplea para transmitir movimiento entre dos árboles paralelos, separados por muy poca distancia.
• Eje estriado deslizante: este tipo de acoplamiento permite que el árbol pueda variar su longitud. También se le conoce con el nombre de manguito deslizante.

Frenado Mecánico

Se basa en la fuerza de fricción existente entre dos superficies en contacto. Transforma la energía cinética de rotación existente en el eje que se pretende detener en energía calorífica que se disipa al ambiente.

Frenos de Tambor

Constan de una pieza, denominada tambor, que gira solidariamente con el eje de rotación y de otra pieza fija al bastidor, llamada zapata, que cuando se acciona el freno, se acerca al tambor haciendo que, por rozamiento, la velocidad de giro del eje disminuya. La zapata puede hacer contacto por el interior o por el exterior del tambor, dando lugar así a frenos de zapata interior o exterior.

Frenos de Disco

Constan de un disco que gira solidariamente con el eje, y de una pieza, llamada pastilla, situada en una determinada zona del disco, de este modo, cuando se acciona el freno, la pastilla aprisiona al disco y el rozamiento entre ambas superficies hace que la velocidad de giro del eje disminuya. En los dos tipos de frenos se necesita un buen sistema de refrigeración para que no se produzca el fenómeno llamado fatiga térmica, y su accionamiento se realiza mediante un circuito hidráulico.

Frenado Eléctrico

El disco conductor o el rotor giran con el eje y se encuentran rodeados por un electroimán fijado al bastidor. Cuando el sistema de frenado se activa, el electroimán genera un campo magnético que atraviesa el disco o el rotor e induce unas corrientes en ellos que provocan a su vez un campo electromagnético que se mueve ya que el disco o el rotor están fijados al eje. El campo magnético fijo provocado por el electroimán atrae al campo magnético que gira con el eje frenándolo hasta llegar a detenerlo. Su eficiencia de frenado es menor que la de los frenos mecánicos.