Los tipos de transmisión de potencia incluyen principalmente transmisión directa, transmisión por engranajes, transmisión por cadena y transmisión por correa síncrona. Estos métodos se utilizan ampliamente en diversos escenarios de aplicación. Por ejemplo, en un sistema de transmisión de potencia automotriz, la potencia generada por el motor se transfiere a las ruedas motrices a través de componentes como el embrague, la transmisión, la junta universal y el eje de transmisión, facilitando el movimiento del vehículo.
Además, los vehículos totalmente eléctricos propulsados por energía renovable emplean un mecanismo de transmisión directa en el que el motor impulsa directamente las ruedas, convirtiendo la energía eléctrica en potencia. Este método se caracteriza por su eficacia y rapidez.
La transmisión de energía inalámbrica es un tipo único de método de transmisión de energía. Utiliza ondas de radio para enviar energía desde una planta de energía a un dispositivo receptor específico, convirtiéndola en electricidad para su uso. Aunque este método se utiliza principalmente en escenarios específicos como la carga inalámbrica, demuestra la diversidad e innovación de la tecnología de transmisión de energía.
En el campo de la aviación, el sistema de transmisión de potencia es un componente crucial en el diseño de los motores de los aviones. Las características técnicas y la investigación de aplicaciones de este sistema son de vital importancia para mejorar el rendimiento de los motores de aeronaves.
Tipos de transmisión de potencia
| Tipo de transmisión de potencia | Descripción | Beneficios | Desventajas |
|---|---|---|---|
| Transmisión Mecánica | Utiliza piezas mecánicas como acoplamientos, cadenas, ruedas dentadas, correas y poleas. Incluye transmisión por engranaje, engranaje helicoidal, correa, cadena y tren de engranajes. | Preciso y eficiente, ideal para transmisiones de corta distancia, alta confiabilidad y larga vida útil. | Altos costos de fabricación e instalación, no apto para transmisiones a larga distancia, sin protección contra sobrecargas. |
| propulsión eléctrica | Utiliza motores eléctricos para convertir la energía eléctrica en energía mecánica para máquinas y vehículos. | Alta precisión, ahorro de energía, control preciso, respetuoso con el medio ambiente, reducción de ruido y ahorro de costes. | – |
| Transmisión neumática | Emplea gas comprimido para transmitir energía o información, adecuado para entornos hostiles. | Acción rápida, respuesta rápida, bajo mantenimiento, ambiente limpio, protección contra sobrecarga económica y automática. | Afectado por la compresibilidad del aire, baja presión de trabajo, ruido significativo durante el escape a alta velocidad, más lento que las señales electrónicas. |
| Transmisión Hidráulica | Utiliza líquido como medio para transmitir energía y control. | Compacto, permite ajustes continuos, respuesta rápida, fácil integración con control eléctrico, seguro y confiable. | Posibles fugas de aceite, no completamente incompresibles, pérdidas durante el flujo de aceite, dificultades bajo temperaturas extremas, requieren una alta precisión en la fabricación. |
La tabla anterior resume los principales aspectos de cada tipo de transmisión de energía, destacando sus principales características, beneficios y limitaciones.
1. Métodos de transmisión mecánica.
(1) ¿Qué es la transmisión de potencia mecánica?
La transmisión de energía mecánica se refiere a productos utilizados para mover piezas mecánicas, no para suministrar energía eléctrica. Estos productos incluyen acoplamientos, cadenas y ruedas dentadas, correas y poleas, y componentes de transmisión.
El sistema de transmisión mecánica es una parte crucial de la máquina herramienta. Es accionado principalmente por un husillo de bolas, que está integrado en el eje móvil durante el proceso de transmisión.
La máquina herramienta está accionada por un motor. La finalidad de la transmisión mecánica es transmitir movimiento y fuerza.
Los tipos de transmisión mecánica más utilizados incluyen transmisión por engranajes, transmisión por engranaje helicoidal, transmisión por correa, transmisión por cadena y tren de engranajes.
La función de la transmisión mecánica es transmitir movimiento y fuerza.
(2) Tipos de transmisión de potencia mecánica
La transmisión de potencia mecánica más común incluye principalmente: transmisión por engranajes, transmisión turbo-vórtice, transmisión por correa, transmisión por cadena, tren de engranajes, etc.
01. Transmisión por engranajes
La transmisión por engranajes es el tipo de transmisión más utilizado en la transmisión mecánica.
Ofrece una transmisión precisa, eficiente, compacta, confiable y duradera.
Existen varios tipos diferentes de reductores clasificados según diversas normas.
Beneficios:
- Estructura compacta, ideal para transmisión en distancias cortas.
- Compatible con una amplia gama de velocidades y potencias periféricas.
- La velocidad de transmisión es precisa, estable y eficiente.
- Alta confiabilidad y larga vida útil.
- Capaz de transmitir movimiento y fuerza entre ejes paralelos, ejes que se cruzan en cualquier ángulo y ejes escalonados en cualquier ángulo.
Desventajas:
- Alta precisión de fabricación e instalación y alto costo;
- No apto para transmisiones de larga distancia entre dos ejes;
- Sin protección contra sobrecarga.
02. Unidad Turbo Vórtice
Adecuado para movimiento y potencia entre dos ejes con espacios verticales y que no se cruzan.
Beneficios:
- Gran relación de transmisión;
- La estructura es compacta.
Desventajas:
- Gran fuerza axial
- Fácil de calentar
- Baja eficiencia
- Transmisión unidireccional únicamente.
Los principales parámetros del accionamiento de la turbina son:
- Módulo
- Angulo de PRESION
- Círculo de indexación de engranajes helicoidales
- Círculo de indexación de gusanos
- Curso líder
- Número de engranaje helicoidal
- Número de cabezas de gusano
- Velocidad de transmision
03. Transmisión por correa
Una transmisión por correa es un sistema de transmisión mecánica que utiliza una correa flexible, tensada sobre poleas, para transmitir movimiento o potencia.
La transmisión por correa normalmente consta de una rueda motriz, una rueda motriz y una correa sin fin que se tensa entre las dos ruedas.
1) Cuando la dirección de rotación de dos ejes es paralela, se denomina concepto de movimiento abierto, distancia entre centros y ángulo envolvente.
2) Las correas se pueden dividir en tres categorías según la forma de la sección transversal: correas planas, correas trapezoidales y correas especiales.
3) El foco de sus aplicaciones incluye:
- el cálculo de la relación de transmisión;
- el cálculo del análisis de tensión de la correa;
- la potencia permitida de la correa trapezoidal simple.
Pros y contras de la transmisión por correa:
Beneficios:
- Aplicable a transmisiones con una gran distancia central entre los dos ejes, la correa tiene buena flexibilidad, puede mitigar el impacto y absorber la vibración;
- Deslizamiento durante la sobrecarga para evitar daños a otras partes;
- Estructura simple y bajo costo.
Desventajas:
- Las dimensiones exteriores de la transmisión son grandes;
- Es necesario el dispositivo tensor;
- Debido al deslizamiento, no se puede garantizar una relación de transmisión fija;
- El cinturón tiene una vida útil corta;
- La eficiencia de transmisión es baja.
04. Transmisión por cadena
La transmisión por cadena es un sistema de transmisión mecánica que transmite movimiento y potencia desde una rueda dentada con una forma de diente especializada a una rueda dentada impulsada con una forma de diente similar a través de una cadena.
Incluido:
- cadena activa
- cadena impulsada
- corriente circular
Beneficios:
Las transmisiones por cadena tienen muchas ventajas en comparación con las transmisiones por correa,
- Deslizamiento y deslizamiento inelásticos que dan como resultado una relación de transmisión media precisa
- Operación confiable y alta eficiencia
- Gran potencia de transmisión con gran capacidad de sobrecarga y tamaño de transmisión pequeño en las mismas condiciones de trabajo
- Requisito de bajo voltaje y pequeña presión que actúa sobre el eje.
- Capacidad para trabajar en ambientes agresivos, como altas temperaturas, humedad, polvo y contaminación.
En comparación con la transmisión por engranajes, la transmisión por cadena presentaba:
- Bajos requisitos de fabricación e instalación;
- Cuando la distancia entre centros es grande, la estructura de transmisión es simple;
- La velocidad instantánea de la cadena y la relación de transmisión instantánea no son constantes y la transmisión es menos estable.
Desventajas:
Las principales desventajas de la transmisión por cadena son:
- Sólo se puede utilizar para transmisión entre dos ejes paralelos.
- Alto costo
- Fácil de usar, fácil de estirar, baja estabilidad de transmisión.
- Durante el funcionamiento se generan cargas dinámicas adicionales, vibraciones, golpes y ruidos.
- No se debe utilizar en marcha atrás rápida.
05. Tren de engranajes
Un sistema de transmisión que comprende más de dos engranajes se denomina tren de engranajes. La transmisión por engranajes se puede clasificar en dos tipos: transmisión por engranajes común y transmisión por engranajes planetarios.
Un engranaje planetario es un engranaje que sufre un movimiento rotacional y axial dentro del tren de engranajes.
El tren de engranajes se puede dividir en dos categorías: tren de eje fijo y tren epicicloidal.
La relación de transmisión del tren, que es la relación entre la velocidad angular (o velocidad de rotación) del eje de entrada y el eje de salida, se calcula dividiendo el producto del número de dientes de todos los engranajes seguidores en cada par de engranajes por el número de dientes de todos los engranajes impulsores.
En un tren de engranajes epicicloidales, el engranaje planetario, que sufre movimiento rotacional y axial, se contrasta con el engranaje central o engranaje solar, que tiene una posición axial fija.
La relación de transmisión del tren de engranajes epicicloidales no se puede calcular directamente y requiere el uso del método de movimiento relativo (o método de inversión) para convertir el tren de engranajes epicicloidales en un hipotético tren de engranajes de eje fijo.
Las características del tren de engranajes incluyen:
- Adecuado para transmisión entre dos ejes distantes;
- Puede usarse como transmisión para lograr una transmisión de velocidad variable;
- Se puede obtener una relación de transmisión más alta;
- Lograr la síntesis y descomposición del movimiento.
2. Métodos de accionamiento eléctrico
La propulsión eléctrica se refiere al uso de motores eléctricos para convertir la energía eléctrica en energía mecánica para impulsar diversos tipos de máquinas de producción, vehículos de transporte y otros elementos que requieren movimiento en la vida diaria.
Beneficios:
Alta precisión: se utilizan servomotores como fuente de energía y el mecanismo de transmisión simple y eficiente que consta de husillos de bolas y correas de distribución da como resultado un error de repetibilidad del 0,01 %. Este método de transmisión se utiliza en máquinas dobladoras.
Ahorro de energía: la energía liberada durante la fase de desaceleración del ciclo de trabajo se puede convertir nuevamente en energía eléctrica, lo que reduce los costos operativos y requiere solo el 25 % de la potencia del equipo necesaria para los accionamientos hidráulicos.
Control preciso: con el apoyo de sensores de alta precisión, dispositivos de medición y tecnología informática, se puede lograr un control preciso de acuerdo con parámetros establecidos, superando con creces la precisión de control de otros métodos de control.
Protección ambiental: un menor consumo de energía y un rendimiento optimizado dan como resultado una reducción de la contaminación y el ruido, lo que proporciona una mejor protección ambiental para la fábrica.
Ruido reducido: el ruido de funcionamiento es inferior a 70 decibelios, aproximadamente 2/3 del ruido producido por una máquina de moldeo por inyección accionada hidráulicamente.
Ahorro de costos: Se elimina el costo del aceite hidráulico y el mantenimiento asociado y no hay necesidad de tuberías duras o blandas, enfriamiento de aceite hidráulico o costos reducidos de agua de enfriamiento.
3. Métodos de transmisión neumática.
La transmisión neumática utiliza gas comprimido como medio de trabajo y transmite energía o información a través de la presión del gas.
Beneficios:
Dado que el aire es el medio de trabajo en la transmisión neumática, es relativamente fácil de obtener. El aire usado se puede descargar cómodamente a la atmósfera, eliminando la necesidad de un tanque y tuberías de combustible recuperados, como en la transmisión hidráulica.
Además, como la viscosidad del aire es muy baja (aproximadamente una diezmilésima parte de la del aceite hidráulico), produce pérdidas mínimas y permite una fácil concentración del suministro de gas y su transporte a larga distancia. Las fugas en los sistemas neumáticos tampoco causan tanta contaminación ambiental como los accionamientos hidráulicos.
En comparación con la transmisión hidráulica, la transmisión neumática ofrece acción rápida, respuesta rápida, bajo mantenimiento, medio de trabajo limpio y sin deterioro del medio.
Además, tiene buena adaptabilidad a entornos de trabajo hostiles, como condiciones inflamables, explosivas, polvorientas, magnéticas fuertes, de radiación y vibración, lo que lo hace superior a los sistemas de control hidráulicos, electrónicos y eléctricos.
Por último, la transmisión neumática es económica y tiene capacidad de protección automática contra sobrecargas.
Desventajas:
La estabilidad de la velocidad de trabajo se ve afectada por la compresibilidad del aire. Sin embargo, el uso de un dispositivo de conexión gas-líquido proporciona resultados satisfactorios.
Debido a la baja presión de trabajo, generalmente 0,31 MPa, y a la necesidad de mantener pequeño el tamaño de la estructura, la fuerza de salida total no debe exceder de 10 a 40 kN.
El escape de alta velocidad genera un ruido significativo, por lo que se agrega un silenciador para mitigarlo.
La velocidad de transmisión de señales de gas en dispositivos neumáticos es más lenta que la velocidad de los electrones y la luz dentro de la velocidad del sonido.
Por ello, en circuitos complejos con numerosas etapas no se deben utilizar sistemas de control neumáticos.
4. Métodos de transmisión hidráulica.
La transmisión hidráulica es un método de transmisión de potencia y control mediante el uso de líquido como medio de trabajo.
Beneficios:
Desde un punto de vista estructural, los cuatro modos de transmisión tienen una potencia de salida comprimida por fuerza por unidad de peso y tamaño y una gran relación de momento de inercia.
Sin embargo, la transmisión hidráulica tiene un volumen menor al transmitir la misma potencia, es liviana, tiene baja inercia, tiene una estructura compacta y un diseño flexible.
En términos de rendimiento, la transmisión hidráulica permite ajustes continuos de velocidad, par y potencia con un tiempo de respuesta rápido y un amplio rango de velocidades de hasta 100:1 a 2000:1.
El control y el ajuste son relativamente simples, lo que hace que su operación sea conveniente y ahorre mano de obra.
Además, es fácil de integrar con sistemas informáticos y de control eléctrico para automatización.
En términos de uso y mantenimiento, los componentes hidráulicos tienen buenas propiedades autolubricantes, son fáciles de proteger contra sobrecargas y mantener la presión, y son seguros y confiables. Los componentes también se estandarizan y generalizan fácilmente.
La tecnología hidráulica es conocida por su seguridad y confiabilidad, y su plasticidad y variabilidad brindan una gran flexibilidad en la producción, permitiendo cambios y ajustes fáciles en el proceso de producción.
Además, los componentes hidráulicos son relativamente económicos y ampliamente adaptables.
La combinación de la tecnología hidráulica con nuevas tecnologías como el control por microcomputador se está convirtiendo en tendencia en el mundo y constituye una integración “máquina-eléctrica-hidráulica-luz”, facilitando la digitalización.
Todo tiene dos caras, hay ventajas y desventajas. Los accionamientos hidráulicos no son una excepción:
Desventajas:
El movimiento relativo de las superficies en la transmisión hidráulica conduce a inevitables fugas de aceite, y el aceite no es completamente incompresible.
Esto puede provocar la falta de una relación de transmisión ajustada y hacerlo inadecuado para su uso en cadenas de transmisión de máquinas herramienta, como engranajes roscados.
Hay pérdidas como pérdidas a lo largo, pérdidas locales y fugas durante el flujo de aceite, lo que lleva a una baja eficiencia de transmisión, lo que lo hace inadecuado para transmisiones de larga distancia.
La transmisión hidráulica enfrenta dificultades en condiciones de alta y baja temperatura.
Para evitar fugas de aceite y cumplir con los requisitos de rendimiento, los componentes hidráulicos deben fabricarse con alta precisión, lo que puede crear dificultades de uso y mantenimiento.
Diagnosticar fallas en los sistemas hidráulicos puede ser un desafío, especialmente en áreas donde la tecnología hidráulica no se usa ampliamente. Esto a menudo obstaculiza una promoción y aplicación más amplias de la tecnología hidráulica.
El mantenimiento de equipos hidráulicos requiere un cierto nivel de experiencia y la formación de técnicos hidráulicos lleva más tiempo.
¿Cuáles son las ventajas y limitaciones de la transmisión por engranajes, la transmisión por cadena y la transmisión por correa síncrona en la industria moderna?
Las ventajas y limitaciones de la transmisión por engranajes, la transmisión por cadena y la transmisión por correa síncrona en la industria moderna son las siguientes:
Las principales ventajas de la transmisión por engranajes incluyen: velocidad de transmisión instantánea constante y altamente estable, estructura confiable, bajo nivel de ruido, alta eficiencia de transmisión de potencia, amplio rango de velocidades, capacidad de lograr una gran velocidad de transmisión, estructura compacta y larga vida útil. Además, la transmisión por engranajes es adecuada para transmisiones donde la distancia central entre los dos ejes es grande, con buena flexibilidad para amortiguar impactos y absorber vibraciones; el deslizamiento cuando se sobrecarga evita daños a otras piezas, con estructura simple y bajo costo.
Las limitaciones de la transmisión por engranajes incluyen: altos requisitos ambientales, se requieren buenas condiciones de lubricación, no es adecuado para transmisión entre dos ejes con mucho polvo o largas distancias, y se requiere alta precisión en la fabricación e instalación.
La ventaja de la transmisión por cadena radica en su análisis sistemático y descripción en su diseño, incluida la estructura, el principio, el cálculo del diseño y los aspectos de tensión de varias transmisiones por correa (transmisión por correa plana, transmisión por correa trapezoidal, transmisión por correa en V estrecha, correa de cuñas múltiples). transmisión por correa síncrona, etc.).
La transmisión por correa síncrona combina las ventajas de la cadena, el engranaje y la correa triangular y está ganando atención con el desarrollo de la industria. Sus características incluyen transmisión suave, alta eficiencia de transmisión y buena resistencia al calor del producto.
La transmisión por engranajes se usa ampliamente en la industria moderna por su alta eficiencia, alta estabilidad, idoneidad para grandes velocidades de transmisión y larga vida útil, pero requiere un entorno más elevado y no es adecuada para aplicaciones polvorientas o de larga distancia. Los pros y los contras específicos de la transmisión por cadena y la transmisión por correa síncrona deben analizarse en función del diseño específico y el escenario de aplicación, pero todos reflejan la demanda de la industria moderna de métodos de transmisión eficientes y estables.
