Los engranes mecánicos se utilizan en conjunto para multiplicar el torque (fuerza rotacional) o velocidad (velocidad rotacional). El torque y la velocidad están inversamente relacionados en los juegos de engranes; mientras el torque se eleva, la velocidad disminuye proporcionalmente. Un engrane conduciendo a otro para esos propósitos es un juego de engranes, sistemas de juegos de engranes se llaman transmisiones o cajas de engranaje, y las series de estos se denominan trenes de engranes o líneas de conducción. Calcular el torque general de los engranes en la línea de conducción es directo y sistemático.

Define la línea de conducción del engranaje. Supón que quieres comprar un tractor para cargas pesadas. Ya está determinado que el tractor necesita aplicar al menos 5.000 libras (2,27 t) de fuerza en el piso para mover las cargas. El motor del tractor tiene un torque máximo de 125 libras pie (169,48 Nm) a 2.500 revoluciones por minuto (rpm). Las llantas en el tractor son de 4 pies (1,22 m) de alto, y el eje trasero de reducción tiene una tasa de 10:1. Con estos parámetros claramente definidos, puedes calcular la clasificación de engrane requerido para proveer las 5.000 libras (2,27 t) de fuerza necesarias.

Calcula el torque requerido por el eje de conducción de los neumáticos del tractor. Debido a que tienen 4 pies (1,22 m) de alto, su radio es de 2 pies (61 cm). El torque del eje requerido para proveer las 5000 libras (2,27 t) de fuerza en un radio de 2 pies (61 cm) desde el eje es de 5000 libras (2,27 t) × 2 pies (61 cm) igual a 10.000 libras pie (13558,18 Nm) de torque necesario en el eje.

Calcula la transmisión de torque de salida requerida al eje posterior (eje impulsor). La salida de la transmisión llega hasta el eje impulsor a través de un juego de engranes de 10:1, que cambia la dirección del torque (de proa a popa a de lado a lado) mientras multiplica el torque por un factor de 10. Y 10.000 libras pie (13558,18 Nm) es lo que se requiere en el eje, la transmisión debe de tener un suministro de 10,000 libras pie/una tasa de 10:1, o 1.000 libras pie (1355,82 Nm) de torque en el engranaje para el eje impulsor.

Calcula la tasa mínima requerida en el engrane en la transmisión para proveer 1.000 libras pie (1355,82 Nm) de torque en el eje impulsor. Debido a que el motor produce 125 libras pie (169,48 Nm) de torque a la entrada de la transmisión a través del embrague, divide el torque de salida entre el torpe de entrada para indicar la reducción de transmisión en el engrane requerida. En este ejemplo, 1.000 libras pie/125 libras pie = 8 (1355,82 Nm/169,48 Nm= 8). Por lo tanto, la transmisión debe de proveer una reducción total de 8:1 para satisfacer el requisito de multiplicación del torpe. Con una multiplicación de torque en el engranaje de 8:1 en la transmisión y 10:1 en el eje impulsor, la multiplicación general vector que en el engranaje es de 8 × 10 = 80:1 suministrará las 10.000 libras pie (13558,18 Nm) de torque requeridas en el engranaje para el eje, y la fuerza para jalar de 5.000 libras (2,27 t) que estás buscando con este tractor.

Consejos

Las líneas de conducción de engranes con fuerzas altas de salida requieren atención adicional para reforzar de forma especial los componentes de la conducción.

Selecciona una línea de conducción de engranes con una reducción ligeramente más grande que la calculada.

Advertencias

Muchos vehículos motorizados de dirección casera con poder y tasas de reducción de engranajes altos son capaces de volcarse con consecuencias desastrosas.