Eje de transmisión

Un eje de transmisión , eje motriz , eje de transmisión , eje de cola ( inglés australiano ), eje de hélice ( eje de hélice ) o eje cardán (en honor a Girolamo Cardano ) es un componente para transmitir potencia mecánica , par y rotación, que generalmente se utiliza para conectar otros componentes de un sistema de transmisión que no se pueden conectar directamente debido a la distancia o a la necesidad de permitir el movimiento relativo entre ellos.

Como transmisores de par, los ejes de transmisión están sometidos a torsión y esfuerzo cortante , equivalentes a la diferencia entre el par de entrada y la carga. Por lo tanto, deben ser lo suficientemente resistentes para soportar dicho esfuerzo, evitando al mismo tiempo un peso adicional excesivo, ya que esto aumentaría su inercia .

Para permitir variaciones en la alineación y la distancia entre los componentes motrices y accionados, los ejes de transmisión suelen incorporar una o más juntas universales , acoplamientos de mandíbula o juntas flexibles , y a veces una junta estriada o una junta prismática .

El término eje de transmisión apareció por primera vez a mediados del siglo XIX. En la reedición de la patente de Stover de 1861 para una máquina de cepillado y emparejamiento , el término se usa para referirse al eje accionado por correa mediante el cual se impulsa la máquina. ^{[ 1 ]} El término no se usa en su patente original. ^{[ 2 ]} Otro uso temprano del término se encuentra en la reedición de la patente de 1861 para la máquina de corte tirada por caballos de Watkins y Bryson . ^{[ 3 ]} Aquí, el término se refiere al eje que transmite potencia desde las ruedas de la máquina al tren de engranajes que acciona el mecanismo de corte.

En la década de 1890, el término comenzó a usarse de una manera más cercana al sentido moderno. En 1891, por ejemplo, Battles se refirió al eje entre la transmisión y los bogies motrices de su locomotora Climax como eje motriz, ^{[ 4 ]} y Stillman se refirió al eje que unía el cigüeñal al eje trasero de su bicicleta de transmisión por eje como eje motriz. ^{[ 5 ]} En 1899, Bukey usó el término para describir el eje que transmitía potencia de la rueda a la maquinaria motriz mediante una junta universal en su Horse-Power . ^{[ 6 ]} En el mismo año, Clark describió su Marine Velocipede usando el término para referirse al eje accionado por engranajes que transmitía potencia a través de una junta universal al eje de la hélice. ^{[ 7 ]} Crompton usó el término para referirse al eje entre la transmisión de su vehículo motorizado a vapor de 1903 y el eje motriz. ^{[ 8 ]}

El primer automóvil a gasolina con eje de transmisión fue el Renault Voiturette de 1898. Autocar fue la primera compañía estadounidense en utilizar un eje de transmisión en un automóvil a gasolina. ^{[ 9 ]} Construido en 1901, este vehículo se encuentra actualmente en la colección del Instituto Smithsonian . ^{[ 10 ]}

Un freno de estacionamiento de eje cardán actúa sobre el eje de transmisión en lugar de las ruedas. ^{[ 12 ]} Estos frenos se utilizan comúnmente en camiones pequeños. Este tipo de freno es propenso a fallar y ha provocado incidentes en los que el camión se ha descontrolado en una pendiente, lo que ha dado lugar a la emisión de alertas de seguridad. ^{[ 13 ]} Los vehículos pesados ​​que tienen este tipo de freno de estacionamiento suelen tener una manivela de trinquete similar al freno de mano o freno de estacionamiento de un automóvil , en lugar de un botón o palanca de freno de aire .

Entre los factores de riesgo para los conductores se incluyen estacionar en una pendiente pronunciada con mucha carga, no frenar con la fuerza suficiente, cambiar la carga o su equilibrio mientras el vehículo está estacionado en una pendiente, o estacionar de manera que un lado pueda deslizarse. Usar calzos en las ruedas es una forma de evitar que el vehículo se mueva en una pendiente.

Los ejes de transmisión se han utilizado en motocicletas desde antes de la Primera Guerra Mundial, como en la motocicleta belga FN de 1903 y la Stuart Turner Stellar de 1912. Como alternativa a las transmisiones por cadena y correa , los ejes de transmisión ofrecen un funcionamiento duradero, limpio y prácticamente sin mantenimiento. Una desventaja de la transmisión por eje en una motocicleta es que se necesita un engranaje helicoidal , un engranaje cónico espiral o similar para girar la potencia 90° desde el eje hasta la rueda trasera, lo que conlleva una pérdida de potencia.

BMW fabrica motocicletas con transmisión por cardán desde 1923, y Moto Guzzi produce bicilíndricas en V con transmisión por cardán desde la década de 1960. La empresa británica Triumph y las principales marcas japonesas, Honda , Suzuki , Kawasaki y Yamaha , también han fabricado motocicletas con transmisión por cardán.

Los scooters Lambretta tipo A hasta tipo LD tienen transmisión por eje ^{[ 14 ]} el scooter NSU Prima también tiene transmisión por eje ^{[ 15 ]}

Los motores de motocicleta con cigüeñal longitudinal y paralelo al chasis se utilizan a menudo en motocicletas con transmisión por cardán. Esto requiere solo un giro de 90° en la transmisión de potencia, en lugar de dos. Motos de Moto Guzzi y BMW, así como la Triumph Rocket III y la serie Honda ST, utilizan esta configuración de motor.

Las motocicletas con transmisión por cardán están sujetas al efecto de cardán , donde el chasis se eleva al aplicar potencia. Este efecto, que es el opuesto al que presentan las motocicletas con transmisión por cadena, se contrarresta con sistemas como el Paralever de BMW, el CARC de Moto Guzzi y el Tetra Lever de Kawasaki .

En un buque propulsado por motor, el eje de transmisión, o eje de la hélice, generalmente conecta la hélice exterior con la maquinaria de propulsión interior, pasando por al menos un sello o prensaestopas donde se une al casco . El empuje, la fuerza axial generada por la hélice, se transmite al buque mediante el bloque de empuje o cojinete de empuje, que, salvo en los barcos más pequeños, está integrado en el motor principal o la caja de cambios. Los ejes pueden ser de acero inoxidable ^{[ 16 ]} o de materiales compuestos ^{[ 17 ],} según el tipo de buque en el que se instalen.

La parte del tren de transmisión que se conecta directamente a la hélice se conoce como eje de cola. ^{[ 18 ]}

Las locomotoras Shay , Climax y Heisler , todas introducidas a finales del siglo XIX, utilizaban transmisiones de husillo para acoplar la potencia de un motor multicilíndrico montado centralmente a cada uno de los bogies que lo soportaban. En cada una de estas locomotoras de vapor con engranajes , un extremo de cada eje de transmisión se acoplaba al bogie accionado mediante una junta universal, mientras que el otro extremo era accionado por el cigüeñal , la transmisión u otro bogie a través de una segunda junta universal. La transmisión de husillo también tiene la capacidad de deslizarse longitudinalmente, variando así su longitud. Esto es necesario para permitir que los bogies giren al tomar una curva.

Los ejes cardán se utilizan en algunas locomotoras diésel (principalmente diésel-hidráulicas, como la British Rail Clase 52 ) y en algunas locomotoras eléctricas (por ejemplo, la British Rail Clase 91 ). También se utilizan ampliamente en unidades múltiples diésel .

El eje de transmisión ha servido como alternativa a la transmisión por cadena en las bicicletas durante el último siglo, aunque nunca llegó a ser muy popular. Una bicicleta con transmisión por eje (o "Acatène", nombre de un fabricante antiguo) tiene varias ventajas y desventajas:

Los ejes de transmisión son un método para transferir potencia desde el motor y la toma de fuerza (TDF) a los equipos accesorios montados en el vehículo, como un compresor de aire . Se utilizan cuando no hay suficiente espacio junto al motor para el accesorio adicional; el eje salva el espacio entre la TDF del motor y el accesorio, permitiendo que este último se monte en otra parte del vehículo. ^{[ 19 ]}

Actualmente existen nuevas posibilidades para la producción de ejes de transmisión. El proceso de bobinado de filamentos está ganando popularidad para la fabricación de ejes de transmisión compuestos . Varias empresas del sector automotriz buscan adoptar este conocimiento para sus procesos de producción a gran escala.

• Giubo
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• "Sistema de transmisión - Tipos de ejes de transmisión" . Automóvil . Reino Unido . Consultado el 11 de febrero de 2023 .