Cardán

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Cardán

  1. 1. CardánEl cardán es un componente mecánico, descrito por primera vez por Girolamo Cardano,que permite unir dos ejes que giran en un ángulo distinto uno respecto del otro. Suobjetivo es transmitir el movimiento de rotación de un eje al otro a pesar de ese ángulo.En los vehículos de motor se suele utilizar como parte del árbol de transmisión, que llevala fuerza desde el motor situado en la parte delantera del vehículo hacia las ruedastraseras. El principal problema que genera el cardán es que, por su configuración, el eje alque se le transmite el movimiento no gira a velocidad angular constante.En la actualidad, la configuración más común en los automóviles es el motor delanterotransversal con tracción delantera. En esta configuración, así como en otras en que elmotor se ubica cerca de las ruedas motrices, no se utiliza el cardán. En estos casos lafuerza se transmite típicamente mediante semiejes y juntas homocinéticas.El cardán es fácilmente observable en camiones por su tamaño abultado, en los que elárbol de transmisión se observa como una larga pieza de metal que rota sobre sí mismacuando el vehículo está en marcha. Está ubicada longitudinalmente entre el motor y eltren trasero donde están montadas las ruedas, pudiéndose observar un cardántípicamente en el acople con el diferencial o a la salida de la caja de cambios.En el cardan podemos distinguir 3 partes: los rodillos, las horquillas y la cruceta. Junta homocinéticaLa junta homocinética es una pieza compleja, que unida al palier de transmisión tienecomo finalidad conectar dos ejes dispuestos longitudinalmente, no continuos, de modoque la velocidad entre ellos sea igual en todo momento. El palier de transmisión de lasruedas, se conecta por uno de sus extremos con el diferencial y por el otro con el buje dela rueda. Esta transmisión está sometida a los movimientos oscilatorios de la suspensión ylos movimientos giratorios de la dirección, y por lo tanto debe ser articulada. La juntahomocinética es una unión articulada, un especie de rótula compleja, que permite estosmovimientos sin que por ello las ruedas pierdan tracción ni sufran las transmisiones.
  2. 2. Junta homocinética Glaencer-SpicerConsiste en dos juntas cardan unidas por una pieza de doble horquilla, de forma que elgiro alterado por una de ellas es rectificado por la otra, transmitiéndose así unmovimiento uniforme a las ruedas. Esta junta se puede decir que se compone de dosjuntas cardan simples que se acoplan entre sí mediante un árbol muy corto. Ademásposee un dispositivo de centrado constituido por una rótula y una pequeña esfera, demanera que pueden deslizar a lo largo del árbol conducido. En el otro extremo del palier,o sea en la unión al diferencial, se acopla otra junta cardan deslizante, o bien en este ladodel palier se dispone de una junta deslizante del tipo Glaencer. Esta junta está constituidapor un trípode donde se acoplan los rodillos alojados en las ranuras cilíndricas delmanguito donde pueden deslizarse. En el interior del trípode se aloja el palier y, en elcasquillo, el planetario, resultando una junta homocinética deslizante. El casquillo y elguardapolvos sirven de tapa y cierre del conjunto.Esta junta es de engrase permanente y se caracteriza por su reducido volumen. Tiene unrendimiento muy elevado y muy poca resistencia al deslizamiento, la junta trípodedeslizante Glaencer se comporta homocineticamente bajo cualquier ángulo, con una grancapacidad para la transmisión de pares y un elevado rendimiento mecánico. A esta juntase le denomina G. I (interior) pues siempre se coloca en el lado del diferencial.En los vehículos con tracción delantera se suele acompañar la junta anterior con una juntahomocinética Glaenzer-Spicer (G. E, por utilizarse en el lado rueda) o con una juntahomocinética de bolas denominada Rzeppa. Junta homocinética RzeppaLa junta del tipo Rzeppa o más conocida por "junta homocinética de bolas" es la másutilizada hoy en día. Esta junta suele utilizarse combinada con la Glaenzer trípodedeslizante, esta última montada en el lado caja de cambios y junta Rzeppa en lado rueda,pues trabaja perfectamente bajo condiciones de gran angularidad. Esta junta debido a sucomplejidad constructiva no se ha impuesto su utilización hasta no hace muchos años.
  3. 3. La junta Rzeppa consta de seis bolas que se alojan en una jaula especial o caja de bolas (7).A su vez, las bolas son solidarias del árbol conductor y del conducido; este acoplamientose produce debido a que las bolas también se alojan en unas gargantas toricas, que estánespaciadas uniformemente a lo largo de dos piezas interior y exterior. La pieza exterior(3), en forma de campana, está unida al árbol conducido, en el lado rueda. La piezainterior (8) es el núcleo del eje conductor, eje que, a su vez, se une a la junta homocinéticaque sale de la caja de cambios.La disposición de las bolas y las gargantas hace que sean dos bolas las que transmiten elpar, mientras que las otras cuatro aseguran el plano bisector. Tras una pequeña rotación,otras dos bolas son las que pasan a transmitir el par, mientras que las dos bolas queacaban de trabajar pasan al lado bisector. Una de las ventajas de la junta Rzeppa es sularga vida, superior generalmente a la del automóvil (esto es en teoría, por que en lapráctica vemos muchos automóviles tirados en la carretera debido a la pérdida de la grasaque está en el interior del guardapolvos y que provoca una avería en la juntahomocinética). El DiferencialEl diferencial reduce la velocidad de rotación transmitida desde la transmisión eincrementa la fuerza de movimiento, así como también distribuye la fuerza demovimiento en la dirección izquierda y derecha transmitiendo este movimiento a lasruedas. También cuando el vehículo está girando, el diferencial absorbe las diferencias derotación del movimiento de las ruedas izquierdas y derechas, haciendo esto posible que elvehículo gire fácilmente.
  4. 4. Engranaje FinalEI engranaje final está hecho de un piñón motriz y un engranaje anular. Este engranajereduce le velocidad de la rotación desde la transmisión, incrementando la fuerza delmovimiento. En el engranaje final, muchos engranajes hipoidales cónicos, que se conectancon el engranaje anular así el centro del eje del piñón motriz esta debajo del centro delengranaje anular, que son usados. Además, la relación por la cual el engranaje final esreducido es llamada relación de reducción. Este valor indica el número de dientes en elengranaje anular dividido por el número de dientes en el engranaje piñón motriz.
  5. 5. Engranaje DiferencialCuando un vehículo va alrededor de una curva, la trayectoria recorrida por los neumáticosexteriores y los interiores difiere. Eso es, la velocidad de los dos neumáticos posteriores sediferencia. Por lo tanto, para que el neumático izquierdo y derecho no patinen, elengranaje diferencial es usado para ajustar la diferencia de velocidad de los neumáticosizquierdo y derecho, luego el neumático interior es retardado y el exterior es mas rápido.El engranaje diferencial consiste de una funda de diferencial, en la cual el engranaje finales montado y dos engranajes laterales conectados a los neumáticos izquierdo y derecho,como también dos engranajes piñones conectan a los engranajes laterales.
  6. 6. Si las ruedas de ambos lados giran a la Si hay una diferencia de velocidad entre las misma velocidad, el vehículo no se dos ruedas, el vehículo puede desplazarse desplazará alrededor de la curva. suavemente alrededor de la curva.

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