cajas de cambios


Introducción
En este trabajo voy a hablar acerca de la caja de cambios, que por decir algo, es un elemento de transmisión que se interpone entre el motor y las ruedas para modificar el numero de revoluciones de las mismas e invertir el sentido de giro cuando las necesidades de la marcha así lo requieran. Osea que actúa como transformador de velocidad y convertidor mecánico de par.Si un motor de explosión transmitiera directamente el par a las ruedas, probablemente seria suficiente para que el vehículo se moviese en terreno llano. Pero al subir una pendiente, el par resistente aumentaría, entonces el motor no tendría suficiente fuerza para continuar a la misma velocidad, disminuyendo esta gradualmente, el motor perdería potencia y llegaría a pararse; para evitar esto ypoder superar el par resistente, es necesario colocar un órgano que permita hacer variar el par motor, según las necesidades de la marcha. En resumen, con la caja de cambios se "disminuye" o "aumenta" la velocidad del vehículo y de igual forma se "aumenta" o "disminuye" la fuerza del vehículo.










1.Relación de velocidades de la caja de cambios.
Como el par motor se transmite alas ruedas y origina en ellas una fuerza de impulsion que vence la resistencia que se opone al movimiento, la potencia transmitida (Wf) debe ser igual, en todo momento, a la potencia absorbida en llanta; es decir:

Donde:

Cm: Par desarrollado por el motor.
Cr: Par resistente en las ruedas.
n: Numero de revoluciones del motor.
n1: Numero de revoluciones en las ruedas.
Si no existierala caja de cambios, el numero de revoluciones del motor (n) se transmitiria integramente a las ruedas (n=n1), con lo cual el par a desarrollar por el motor (Cm) seria igual al par resistente en las ruedas (Cr).
Segun esto, si en algun momento el par resistente (Cr) aumentara, habria que aumentar igualmente la potencia del motor para mantener la igualdad Cr=Cm. En tal caso, se deberia contarcon un motor de una potencia exagerada, capaz de absorber en cualquier circunstancia los diferentes regimenes de carga que se originan en las ruedas durante un desplazamiento.
La caja de cambios, por tanto, se dispone en los vehiculos para obtener, por medio de engranajes, el par motor necesario en las diferentes condiciones de marcha, aumentando el par de salida a cambio de reducir elnumero de revoluciones en las ruedas. Con la caja de cambios se logra mantener, dentro de unas condiciones optimas, la potencia desarrollada por el motor.
1.2 Relacion de transmisión:
Segun la formula expresada anteriormente, los pares de transmision son inversamente proporcionales al numero de revoluciones:

Por tanto, la relacion (n/n1) es la desmultiplicacion que hay que aplicar en lacaja de cambios para obtener el aumento de par necesario en las ruedas, que esta en funcion de los diametros de las ruedas dentadas que engranan entre si o del numero de dientes de las mismas.
1.3 Calculos de la caja de cambios.
Para calcular las distintas relaciones de desmultiplicacion que se deben acoplar en una caja de cambios, hay que establecer las mismas en funcion del par maximotransmitido por el motor, ya que dentro de este regimen es donde se obtiene la mayor fuerza de impulsion en las ruedas. Para ello, basta representar en un sistema de ejes coordenados las revoluciones maximas del motor, que estan relacionadas directamente con la velocidad obtenida en las ruedas en funcion de su diametro y la reduccion efectuada en el puente.
Siendo "n" el numero de revolucionesmaximas del motor y "n1" el numero de revoluciones al cual se obtiene el par de transmision maximo del motor (par motor maximo), dentro de ese regimen deben establecerse las sucesivas desmultiplicaciones en la caja de cambios. Entre estos dos limites (n y n1) se obtiene el regimen maximo y minimo en cada desmultiplicacion para un funcionamiento del motor a pleno rendimiento.

Grafico para el...