Transmision

5. 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. LEGO comercializa los dos elementos de la figura: el primero es una cadena sin más, mientras que la segunda permite diseñar orugas que sustituyan las ruedas de un vehículo (o arrastrar otro conjunto de piezas). Este segundo elemento permite también diseñar una cinta transportadora.

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.

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:

Número de dientes de la corona
8
16
24
40
Relación de transmisión
0.125
0.0625
0.042
0.025

Transformación del movimiento:

El mecanismo piñón cremallera se utiliza para transformar un movimiento de rotación en un movimiento rectilíneo. El módulo de la cremallera que LEGO comercializa tiene un módulo de 3.175 mm, sí que, si utilizamos como piñón una rueda dentada de 8 dientes conseguiremos un desplazamiento por vuelta de 25.4 mm (1").
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.

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.

El mecanismo tronillo/tuerca:

Es de uso habitual cuando se necesita un movimiento rectilíneo 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 rectilíneos 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.

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.

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.

Ruedas dentadas. Engranajes:

Las ruedas dentadas rectas que contiene LEGO MindStorms tienen 8, 16, 24 y 40 dientes. Si las combinamos de dos en dos se pueden conseguir las relaciones de transmisión que se recogen en la tabla: (Las imágenes de los elementos LEGO de esta página están cogidos de la página Technic 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.
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

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).

Los valores de la fila superior son el diámetro de la rueda conductora, y los de la columna izquierda, los de la conducida.
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

5.1. Bibliografía parte transmisiones:

www.euskalnet.net/kolaskoaga/mekanika/trasmisi_c.htm
www.legoengineering.com/
llk.media.mit.edu/projects/cricket/about/index.shtml
www.ni.com/company/robolab.htm
lcs.www.media.mit.edu/groups/el/projects/programmable-brick/
www.eduteka.org/RoboticaSondas.php
www.Mindtorms.lego
LEGO Education - MINDSTORMS® Home
robotikas.blogspot.com/2006/08/precios-de-lego-educacin_25.html
www.etse.urv.es/~aoller/robmob_eaiei/LEGO%20MindStorms%20RIS.htm

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