Caja de cambios

Introducción

Una de las aplicaciones más importantes de los trenes de engranajes ordinarios, son las cajas de cambios. La caja de cambios más popular conocida es la de los automóviles, aunque se utiliza en muchas máquinas.
La necesidad de utilizarla en los automóviles está dada por la falta de elasticidad de los motores de combustión interna, al no poder emplearse éstos a bajasrevoluciones, y no funcionar en condiciones económicas nada más que en un margen estrecho de velocidades de rotación.

La caja de cambios es un elemento de transmisión que se interpone entre el motor y las ruedas para modificar el número de revoluciones de las mismas e invertir el sentido de giro cuando las necesidades de la marcha así lo requieran; es un mecanismo que permite mantener el giro de unmotor a la potencia y par más conveniente para el rendimiento de la circunstancia.

Caja de cambios común
Estos trenes de engranajes se utilizan como des multiplicador de velocidad y por tanto como multiplicador del par. Con ellas a partir de una velocidad aproximadamente constante en el eje motor, permite obtener una gama de velocidades escalonadas en el eje receptor
Relación dedesmultiplicación es la relación entre dos engranajes distintos o el cociente de dividir el número de dientes del piñón conducido; en un automóvil, el giro del motor es enormemente elevado, por lo que las relaciones son siempre sensiblemente cortas. Normalmente, las relaciones de desmultiplicación de las marchas de un automóvil se escalonan entre 4/1 y 1/1; precisamente la relación 1/1 se llama directa y esfrecuente sea las de la 4ta velocidad
Precisamente lo que hace una caja de cambios es engranar dos piñones de distinto número de dientes para lograr unas relaciones adecuadas a la potencia del motor, su peso, sus neumáticos y la velocidad máxima deseada

Funcionamiento caja de cambios

* En la actualidad las cajas de cambios las ruedas del eje secundario no se desplazan longitudinalmente,ahora se ha recurrido al sistema de “toma constante” o de engrane permanente: donde los dos engranajes, conducido y conductor, permanecen girando unidos, pero el conducido en un eje en el que no está unido, que sirve de ayuda al funcionamiento de la caja y que recibe el nombre de eje intermedio.
Esto es posible por estar las ruedas del eje secundario montadas sobre cojinetes, que le permiten surotación independiente con respecto al propio eje, es decir pueden girar locas.
Por tanto la función de la palanca de cambios ya no es engranar la rueda con su piñón requerido, si no poder hacer que la correspondiente rueda del eje de salida esté solidaria al propio eje.
Esto se consigue por medio de unos dentados de arrastre que se introducen en el interior de las coronas de las ruedas de engraney que se desplazan longitudinalmente sobre el eje de salida por medio de unas nervaduras o acanalados.
La característica fundamental de las cajas de velocidad actuales, es el empleo de sincronizadores. Con estos elementos se consigue que las ruedes que van a engranar, Giren a la misma velocidad, de forma que se conecten suavemente. Los cubos de los conjuntos sincronizadores están unidos medianteestrías al eje secundario, de modo que giran con él. Por otro lado los manguitos sincronizadores pueden deslizar longitudinalmente a lo largo de las ranuras existentes en el cubo del sincronizador.
Cuando se desplaza la palanca de cambios, se realizan dos movimientos: con el primero se selecciona uno de los manguitos sincronizadores y con el segundo se desplaza el manguito sincronizadorobteniéndose la velocidad correspondiente, ya que los dientes interiores del manguito engranan con los exteriores de la rueda. De esta forma, a través del sincronizador, la rueda y el eje secundario giran solidariamente.

Tipos de sincronizadores

* espiga: Consta de un par de anillos de tope, cada uno de los cuales tiene tres espigas que lo fijan al manguito del piñón del embrague, el cual...