2.1.- Copia de Diapositivas Cardan -Diferencial

8/17/2019 2.1.- Copia de Diapositivas Cardan -Diferencial

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TRANSMISION

•

Elementos de una transmisión FR.•Elementos de una transmisión FF.

•Mecanismo Diferencial.

Mg. Ing. Roy Oropeza Arteaga


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Constitución y características de

los diversos sistemas de

transmisión

• TRANSMISION FR:En los vehículos con motor delantero y

propulsión trasera, el enlace caja de cambiospuente trasero con diferencial se realiza pormedio de un árbol de transmisión que llevaadaptado un sistema de juntas elásticas paraabsorber las deformaciones oscilantes del

puente. En este sistema, el enlace deldiferencial con las ruedas se realiza pormedio de unos semiarboles rígidos llamadospalieres, alojados en el interior del puentetrasero.



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• TRANSMISION FF:En los vehículos con motor y propulsión

traseros o motor y tracción delanteros, latransmisión se realiza directamente desde lacaja de cambios a las ruedas. En este casono existe puente diferencial ni árbol detransmisión. El diferencial esta formandoconjunto con la caja de cambios y la uniónde este conjunto con las ruedas se hace pormedio de un enlace que no puede ser rígido.Con este fin se usan semiarboles con

interposición de juntas elásticas quepermitan el movimiento oscilante de la ruedacuando el vehículo esta en movimiento.



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Cualquiera que sea el sistema de juntasempleadas en la transmisión, estasdeben cumplir la condición de seroscilantes y deslizantes, para permitirlos desplazamientos de la rueda y a lavez adaptarse a las variaciones delongitud producidas en los semiarboles

por causa de esos desplazamientos.



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En los vehículos con tracción a las 4 ruedas (4x4),la transmisión del movimiento a las ruedas secomplica ya que se necesitan mas elementos,

como otro árbol de transmisión que transmita elmovimiento generalmente a las ruedas traseras,esto viene acompañado con el uso de otrodiferencial.



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ÁRBOLES DE TRANSMISION

Están sometidos en su funcionamiento aesfuerzos constantes de torsión que soncontrarrestados por la elastidad del

material. Por este motivo están diseñadospara que aguanten el máximo derevoluciones sin deformarse. Se fabricanen tubo de acero elástico, con su secciónlongitudinal en forma de uso (mas grueso

en el medio que en los extremos) yperfectamente equilibrados para nofavorecer los esfuerzos en ningún puntodeterminado.



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Además del esfuerzo de torsión, el árbol detransmisión está sometido a otro de oscilaciónalrededor de su centro fijo de rotación. Debidoa este movimiento de oscilación se modificancontinuamente las longitudes de las uniones,dando como resultado un movimiento axial delárbol de transmisión



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Debido al movimiento vertical del puente trasero,el cual altera constantemente la longitud delárbol de transmisión, se hace necesaria laposibilidad de aumentar o disminuir estalongitud, adaptándola a la requerida en cada

caso en función de los movimientos del puentetrasero. Esto se consigue con un acoplamientodeslizante, que se coloca del lado de la salidade la caja de velocidades, como se muestra en(3) y en (9) de la figura. En el caso de árbol

partido, se dispone además de un cojinete (10)en el extremo posterior del árbol intermedio.



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ACOPLAMIENTO DESLIZANTE DE LA TRANSMISION



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Árboles de transmisión con juntas universales cardan

La juntas cardan son las mas empleadas en laactualidad, ya que pueden transmitir un granpar motor y permite desplazamientosangulares de hasta 15º en las deconstrucción normal, llegando hasta los 25ºen las de construcción especial. Tienen elinconveniente de que cuando los ejes giran

desalineados quedan sometidos avariaciones de velocidad angular y, por tanto,a esfuerzos alternos que aumentan la fatigade los materiales de los que estánconstruidos.



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La oscilación de la velocidad es mayor cuantomayor sea el ángulo (A, de la figura inferior)

aunque, normalmente, este ángulo en losvehículos es muy pequeño y, por tanto, lasvariaciones de velocidad son prácticamentedespreciables.



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La junta cardan esta constituida por doshorquillas (1) unidas entre si por una cruceta

(2), montada sobre cojinetes de agujas (3)encajados a presión en los alojamientos delas horquillas y sujetos a ellas mediantecirclips o bridas de retención (4).



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Una de las horquillas va unida al tubo de la

transmisión (9) y la otra lleva la brida deacoplamiento para su unión al grupo propulsor

del puente. En el otro lado del tubo, la junta

cardan va montada sobre una unión deslizante,

formada por un manguito (5) estriado

interiormente que forma parte de una de las

horquillas, acoplándose al estriado (6) del tubo

(9). El conjunto así formado constituye unaunión oscilante y deslizante.



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Estos árboles no sufren, generalmente, averías de

ningún tipo, salvo rotura del propio árbol, encuyo caso hay que cambiar el conjunto, ya queno admite reparación. El único desgaste quepueden sufrir esta en los cojinetes de la cruceta,en cuyo caso se sustituyen éstos o se procede acambiar la cruceta.La protección del acoplamiento estriado laasegura el casquillo guardapolvo (7) y elengrase de las articulaciones de la junta cardan

se efectúa con grase consistente por losengrasadores (8).



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Árboles con juntas

universales elásticas

Estos árboles se emplean cuando el puente trasero vafijo a la carrocería o para secciones intermedias detransmisión; por tanto, no necesitan transmitir el

giro con grandes variaciones angulares. Como juntas se emplean discos de tejido o articulacionesde goma interpuesta entre dos bridas sujetas conpernos de unión.Las juntas de disco, permiten un ángulo de

desviación de 3 a 5º y están constituidas por uno odos discos elásticos (tejido de tela engomada),interpuestos entre la brida del puente o caja decambios y la brida de transmisión.



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Las juntas con articulaciones de goma

(silentblock), al ser mas elásticas que losdiscos, permiten desviaciones angulares de5 a 8º. Tienen la ventaja de amortiguar lasoscilaciones y ruidos en la transmisión;además, pueden eliminar el elementodeslizante, debido a su propia elasticidadtransversal, cuando va montada entre

elementos fijos.



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El principal inconveniente, es que cuando los ejes

unidos por la junta giran desalineados, el de salidase adelanta y retrasa periódicamente respecto al deentrada, en función de la disposición que ocupanentre sí. Como consecuencia de ello, los engranajesde la caja de cambios y el puente trasero quedan

sometidos a variaciones de su velocidad angular y,por lo tanto, a esfuerzos alternos que aumentan sufatiga. Cuanto mayor sea el ángulo formado por losejes unidos a la junta, mayor es la fluctuación de lavelocidad angular del eje de salida, por cuya causa

las juntas cardan sólo son utilizables paradesviaciones angulares máximas de 15

.



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PAR CONICO

El giro del motor, que llega al puente trasero por mediodel árbol de transmisión (Fig. 5.8), tiene queaplicarse a las ruedas que están situadas en un ejeperpendicular al del árbol de transmisión, por lo que

ha de cambiarse el giro en un ángulo de 90

, lo cualse consigue por medio del par cónico formado por elpiñón cónico y la corona. El piñón cónico o piñón deataque recibe el movimiento del árbol de transmisióny lo comunica a la corona, que por mediación del

mecanismo diferencial, lo pasa a los palieres y a lasruedas.



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Fig. 5.8 ESTRUCTURA DEL PUENTE TRASERO



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DISPOSICION DEL MONTAJE DEL CONJUNTO PAR CONICO Y

DIFERENCIALMg. Ing. Roy Oropeza Arteaga


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En la Fig. 5.10 se muestra el despiece de un puentetrasero de tipo convencional (rígido), en el cual lospalieres o semiejes (9) quedan alojados en las

trompetas (6), apoyándose por su extremo interioren el conjunto diferencial (5), del cual recibe elmovimiento, mientras que por el extremo exterior seapoyan en la trompeta por medio del rodamiento (8).A la caja del diferencial (5) se fija la corona (4), que

recibe movimiento del piñón de ataque (3), alojadoen la carcasa del diferencial, apoyado sobre ella pormedio de los cojinetes (1) y (7).

Diferencias entre un puente trasero

rígido y otro para suspensión

independiente de las ruedas



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En otros casos, como el representado en la Fig.5.11, los palieres van al descubierto yenlazan con las ruedas por interposición de

juntas universales, que permiten losdesplazamientos de las ruedas con respecto

al puente en la marcha del vehículo, ya queel puente está fijado al chasis en estos casos(suspensión independiente de las ruedastraseras).



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Fig. 5.11. Disposición de montaje del puente trasero consuspensión independiente de las ruedas.



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Debido a esto, es necesario montar unmecanismo que permita el giro de las dosruedas motrices a distintas velocidades, almismo tiempo que transmite a las mismas elesfuerzo motriz. Esto se consigue con laimplantación de un mecanismo diferencial,que en las curvas permite dar un mayor nº devueltas a la rueda exterior y disminuye las dela interior, ajustando el giro de cada rueda al

recorrido que efectúa.



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Constitución y funcionamientodel diferencial.

Esta constituido por la corona (2), que se une ala caja del diferencial por mediación detornillos como el (1), y en su interior se alojael mecanismo diferencial, formado por los

satélites (7, en nº de dos generalmente) y losplanetarios (4) y (9). Los satélites se montansobre el eje (6) que va alojado en la carcasa(3), de manera que puedan girar librementeen él; pero son volteados por la caja (3)

cuando gira la corona (2).



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Engranados con los satélites se montan losplanetarios, cuyos ejes de giro se alojan enla corona y caja del diferencialrespectivamente, pudiendo girar libremente

en ellos con interposición de casquillos defricción. A los ejes de los planetarios seunen a su vez los palieres, que transmitiránel movimiento a las ruedas.



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FUNCIONAMIENTO

Cuando la corona empieza a girar impulsada por

el piñón de ataque (Fig. 5.19), arrastra con ella

a la caja del diferencial (B), que en su giro

voltea a los satélites (C) y (D) que, actuadocomo cuñas, arrastran a su vez a los planetarios

(E) y (F), los cuales transmiten el movimiento a

las ruedas haciéndolas girar en el mismo

sentido y con igual velocidad mientras elvehículo marche en línea recta;



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Cuando toma una curva, la rueda interiorofrece más resistencia al giro que la exterior(al tener que recorrer distancias desiguales)y, por ello, los satélites (C) y (D) rodarán un

poco sobre uno de los planetarios (elcorrespondiente a la rueda interior)multiplicando el giro en el otro (el de la ruedaexterior). De esta manera, lo que pierde engiro una rueda lo gana la otra, ajustándose

automáticamente el giro de cada una de ellasal recorrido que le corresponda efectuar encada curva



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Igualmente, las diferencias de trayectoria enlínea recta, debidas a diferencias de la

presión de inflado de los neumáticos,irregularidades del terreno, etc., sonabsorbidas por el diferencial.



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Combinaciones de corona ypiñón de ataque

CónicohelicoidalDientes helicoidales, el

piñón de ataque esta a

la altura de del centro

de la corona.



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Hipoide

Dientes helicoidales,la línea del centrodel piñón de ataqueesta por debajo de

la corona. Estopermite el contactode mas dientes y latransmisión de un

par motor maselevado del piñónde ataque a lacorona



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VERIFICACIONES EN EL

PUENTE TRASERO

Comprobación de la carcasa (27), la cual no debe tenerdeformaciones ni grietas en su superficie y los alojamientos deretenes y cojinetes se encuentran en perfecto estado.

Los engranajes del par cónico (8) y (25), así como los satélites(33) y planetarios (35), no deben presentar desgastes

excesivos, roturas ni deformaciones. Cuando se desmonte lacorona, en su posterior montaje sobre la caja del diferencialdeben de utilizarse tornillos nuevos e impregnarlos con unsellador.

Comprobación de los cojinetes de apoyo (17 y 22, Fig. 5.29) del

piñón de ataque y (7) y (38) del conjunto corona-diferencial, nodebiendo presentar anomalías de ningún tipo. Observar que losrodillos no estén picados y que las pistas no presentendeformaciones ni huellas de desgastes.



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Comprobación de los espaciadores yarandelas de reglaje, no deben presentardesgastes ni deformaciones.

Con el conjunto diferencial ensamblado (Fig.

5.31), se verificará con una galga deespesores el juego lateral de cada planetario,que no ha de superar los 0.15 mm., sesustituirán las arandelas de empuje por otras

de mayor espesor.



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Fig. 5.31 Verificación del juego lateral del planetarioMg. Ing. Roy Oropeza Arteaga


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En la operación de ensamblado del conjuntopar cónico-diferencial, se impregnarán

convenientemente sus componentes delaceite adecuado, debiendo observar duranteesta fase una escrupulosa limpieza.

Al ajustar el piñón de ataque, acoplaremossus cojinetes de manera que no exista juegoentre ellos, pero tampoco excesiva dureza.

El montaje del conjunto corona-diferencial

requiere también una operación de reglaje,que determine el posicionamiento de lacorona con respecto al piñón.



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REGLAJE DEL CONJUNTOPIÑON- CORONA

Se realiza simultáneamentedurante la operación deensamblado del conjunto parcónico-diferencial,ajustamos el conjunto piñón-

corona, siguiendo el ordenestablecido: Ajustamos 1º laposición del piñón de ataque(fases 1 y 2) y después lacorona (fase 3), paraterminar con la verificaciónde la posición y contacto delos dientes de ambos (fase4).



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Esta verificación se realiza impregnando la corona con un colorantey haciéndola rodar una vuelta completa arrastrada por el piñón. Si la

huella de contacto entre ambos es correcta, el ajuste está bienrealizado; en caso contrario deberá repetirse este ajuste corrigiendola posición del piñón de ataque o de la corona en función de lahuella obtenida en la comprobación.

Mg Ing Roy Oropeza Arteaga

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