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Transmisión
de movimiento y esfuerzo
Transmisiones entre ejes paralelos
La transmisión de movimiento y esfuerzos
entre ejes paralelos se hace utilizando engranajes rectos, poleas
o cadenas. LEGO ofrece los tres sistemas aunque la cadena
no se encuentra en los kits destinados a montar robots.
Ruedas dentadas. Engranajes (imágenes)
(Las imágenes de los elementos
LEGO de esta página están cogidos de la página
Technica
con el permiso de su autor)
Los valores de la fila superior son el número
de dientes de la rueda conductora, y los de la columna izquierda
los de la conducida.
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8 |
16 |
24 |
40 |
| 8 |
1 |
2 |
3 |
5 |
| 16 |
0.5 |
1 |
1.5 |
2.5 |
| 24 |
0.33 |
0.67 |
1 |
1.67 |
| 40 |
0.2 |
0.4 |
0.6 |
1 |
Poleas
| La segunda opción que
se ofrece para transmitir movimiento y fuerza entre ejes paralelos
es utilizar poleas. Este sistema permite aumentar la distancia
entre ejes. Además, el sentido de giro de los dos ejes
será el mismo. Sin embargo, la transmisión de
movimiento y esfuerzos por medio de engranajes ofrece mayor
precisión y capacidad para transmitir mayores esfuerzos.
Las tres poleas que contiene LEGo MindStorms
tienen los siguientes diámetros: 8.6, 21.9 y 34.2.
En la siguiente tabla se recogen las relaciones
de transmisión teóricas que se pueden conseguir
con estas poleas (en el caso en que no se produzca deslizamiento
entre polea y goma). |
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Los valores de la fila superior son el diámetro
de la rueda conductora, y los de la columna izquierda, los de la
conducida..
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8.6 |
21.9 |
34.2 |
| 8.6 |
1 |
2.5 |
4 |
| 21.9 |
0.4 |
1 |
1.6 |
| 34.2 |
0.25 |
0.6 |
1 |
Transmisiones entre ejes que se cortan
| Cuando hay que transmitir movimiento
y esfuerzos entre ejes que se cortan se utilizan los engranajes
cónicos. LEGO ofrece engranajes cónicos de 12
dientes. Además, hay otro engranaje de 24 dientes (ver
la figura) que combinado con engranajes rectos permite transmitir
movimiento entre ejes que se cortan. (imágenes) |
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Transmisiones entre ejes que se cruzan
| Cuando dos ejes se cruzan se utiliza
la combinación tornillo sinfín - corona (en nuestro
caso la corona será un engranaje recto). Por medio de
estas combinaciones se consiguen grandes relaciones de transmisión.
En este engranaje el tornillo sinfín siempre será
el conductor y la corona la conducida. El tornillo sinfín
que suministra LEGO es de una entrada, por lo que las relaciones
de transmisión serán las siguientes: (imágenes). |
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| Número de
dientes de la corona |
8 |
16 |
24 |
40 |
| Relación
de transmisión |
0.125 |
0.0625 |
0.042 |
0.025 |
Transformación del movimiento
Mecanismo piñon / cremallera
| El mecanismo piñon cremallera
se utiliza para transformar un movimiento de rotación
en un movimiento rectilineo. El módulo de la cremallera
que LEGO comercializa tiene un módulo de 3.175 mm, sí
que, si utilizamos como piñon una rueda dentada de 8
dientes conseguiremos un desplazamiento por vuelta de 25.4 mm
(1"). (imágenes) |
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Mecanismo tornillo / tuerca
| El mecanismo tronillo/tuerca
es de uso habitual cuando se necesita un movimiento rectilineo
en máquina-herramientas (aunque hoy en día está
siendo sustituido por el husillo a bolas). LEGO no ofrece
elementos para montar este mecanismo, pero se puede conseguir
algo similar utilizando tornillos sinfín y un engranaje
recto.
El tornillo sinfín será el conductor,
mientras que el engranaje recto se encontrará bloqueado.
De este modo pueden conseguirse desplazamientos rectilineos
con gran precisión. El paso del tornillo es de 3.175
mm, así que por cada vuelta del eje el desplazamiento
horizontal será de 3.157 mm. (imágenes) |
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Mecanismo biela / manivela
| El mecanismo biela/manivela
se utiliza para transformar el movimiento rectilíneo
en circular, o viceversa. Al contrario de los dos mecanismos
anteriores, en este caso el movimiento rectilíneo es
de vaivén.
Un
ejemplo de la transformación de movimiento rectilíneo
en circular se encuentra en el motor de un automóvil
(pistón - biela - cigüeñal) o en las viejas
locomotoras a vapor. En el caso contrario se encuentran los
compresores de aire alternativos. .
El elemento de la figura de la izquierda se
utiliza como manivela, aunque hay otros elementos que se pueden
utilizar con el mismo fin . (imágenes) |
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Mecanismo leva / seguidor
| Una leva convierte un movimiento
de rotación en un movimiento alternativo. En un motor
de explosión las levas abren y cierran las válvulas
de los cilindros.
La forma de las levas es variable dependiendo
de la utilidad a la que se destinan. El elemento LEGO de la
figura puede utilizarse como leva. |
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Engranajes que limitan el par
| Este engranaje se utiliza para limitar el par.
Con él se pueden proteger ciertos mecanismos, por ejemplo,
para que cuando lleguen a un límite no sufran daños. |
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Diferencial
| Cuando un vehículo
gira, las ruedas de un lado describen un recorrido de mayor
longitud que las del otro, así que si no se desea que
se produzca un deslizamiento las velocidades de las ruedas
no podrán ser iguales.
Cuando se monta un robot móvil con
las ruedas de los dos lados movidas por un solo motor conviene
utilizar un diferencial. Para ello combinaremos el elemento
de la figura con tres engranajes cónicos.
El diferencial puede ser útil
en otros casos, por ejemplo, cuando se controlan dos movimientos
con un solo motor. Si uno de los movimientos llega a un tope
el otro podrá continuar sin problemas. (imágenes)
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Enlaces
The
Brick Bakery: describe las distintas combinaciones que pueden
lograrse con engranajes Lego, así como las distancias entre
ejes correspondientes.
Transmisiones
Lego de Segei Egorov: Por medio de una tabla describe las posibles
combinaciones de engranajes Lego con sus distancias entre ejes y
relaciones de transmisión, con un buen soporte gráfico. |
