Piñón (mecanismo)
Na mecánica, denomínase piñón a roda dun mecanismo de cremalleira ou a roda máis pequena dun par de rodas dentadas, xa sexa nunha transmisión por engrenaxe,[1] cadea de transmisión ou correa de transmisión. Tamén se denomina piñón tensor a roda dentada destinada a tensar unha cadea ou unha correa dentada dunha transmisión.[2]
Nunha etapa de engrenaxe, a roda máis grande denomínase «coroa», mentres que nunha transmisión por cadea como a dunha bicicleta, a roda maior denomínase «prato».[3] Nun tren de engrenaxes de varias etapas, a coroa dunha etapa xira solidariamente co piñón da etapa consecutiva.
Nas transmisións por cadea e por correa, un piñón demasiado pequeno dá lugar a maiores curvaturas no elemento flexible da transmisión, o que incrementa o desgaste e diminúe a vida útil dos elementos.
Principio de funcionamento segundo a relación de transmisión[editar | editar a fonte]
Cando o piñón é pequeno, de maneira que habería pouca distancia desde a base do dente até un chaveteiro, os dentes tállanse mediante un mecanizado no eixe. Isto comporta o inconveniente de usar o mesmo material para o eixe que para o dentado, pois pode levar a facer necesario realizar algún tratamento térmico superficial para endurecer a superficie dos dentes do piñón mentres que o núcleo do eixe e a base dos dentes deben ser resistentes a esforzos estáticos e de fatiga. En cambio, cando hai espazo suficiente, móntase o piñón nun eixe cunha chaveta ou nun eixe nervado.[4]
No caso de formar parte dun mecanismo redutor de velocidade, a relación de transmisión, que é a razón xeométrica entre a velocidade de saída e a velocidade de entrada, será menor á unidade e, polo tanto o eixe de saída xira máis amodo que o eixe de entrada, como na transmisión dun automóbil, onde o piñón é unha roda motriz. En cambio, nun mecanismo multiplicador de velocidade, no que o eixe de saída xira máis apresa que o eixe de entrada, como na transmisión dunha bicicleta, o piñón é a roda conducida.
Igualando as velocidades lineares nas circunferencias primitivas do piñón e a coroa, obtense a seguinte expresión:
- v = ωe re =ωs rs ;
onde
- v é a velocidade linear na circunferencia primitiva;
- ωe é a velocidade angular á entrada;
- ωs é a velocidade angular á saída;
- re é o raio primitivo á entrada;
- rs é o raio primitivo á saída.
Como ambas rodas dentadas deben ter o mesmo paso entre dentes, e polo tanto o mesmo módulo (M), a relación entre o diámetro primitivo (Dp) e o número de dentes (Z) será igual nas dúas.
Polo tanto, a relación de transmisión (i) será igual a:
Aplicando a lei de acción e reacción, a forza que exerce a roda motriz sobre a conducida será igual e de sentido oposto á forza resistente.
onde
- Te é o momento de forza á entrada;
- Ts é o momento de xiro á saída;
Non obstante, o par obtido no eixe conducido é inferior ao calculado desta maneira, pois pérdese enerxía mecánica a consecuencia da fricción.
Notas[editar | editar a fonte]
- ↑ Conforme define a norma DIN 868.
- ↑ Gil, Hermógenes (2002). Técnicas de sobrealimentación. Ediciones CEAC. ISBN 9788432915734. P. 222
- ↑ Sánchez Real, José (1998). Transmisión del movimiento en la bicicleta, en La física de la bicicleta. Ediciones de la Torre. ISBN 9788486587390.
- ↑ Cortizo Rodríguez, José L. (2004). Elementos de máquinas: teoría y problemas. Universidade de Oviedo. ISBN 9788483173701. Páx. 5