Sistemas de transmisión mecánica

¡Bienvenidos nuevamente al blog de Welectronic! Un motor rara vez mueve la máquina directamente: casi siempre hay un sistema de transmisión que adapta la velocidad, el par y la dirección. Engranajes, correas y poleas, cadenas y piñones, acoplamientos y tornillo sinfín con corona son los cinco grandes grupos. Aquí aprenderás cómo funciona cada uno, cómo compararlos y cómo calcular lo básico.

1. Tipos principales de transmisión

Cinco sistemas de transmisión mecánica: engranajes, correas y poleas, cadenas y piñones, acoplamientos y tornillo sinfín con corona — Tipos principales de transmisión mecánica. Fuente: ficha técnica Welectronic.

Engranajes: los dientes de dos o más engranajes entran en contacto y transmiten el movimiento por engrane directo. Alta eficiencia y precisión, transmiten grandes cargas y la relación de transmisión es exacta. Cajas de transmisión, reductores y multiplicadores.
Correas y poleas: la correa se apoya en las poleas por fricción y transmite el movimiento entre ejes separados. Económicas y silenciosas, absorben vibraciones y permiten grandes distancias. Ventiladores, sopladores, bombas y compresores.
Cadenas y piñones: la cadena engrana con los piñones y transmite el movimiento sin deslizamiento. Alta capacidad de carga y adecuadas para ambientes exigentes. Transportadores, motocicletas y maquinaria pesada.
Acoplamientos: unen dos ejes para transmitir par y movimiento, compensando leves desalineaciones y protegiendo contra sobrecargas. Bombas y motores, compresores y equipos rotativos.
Tornillo sinfín y corona: el tornillo sinfín engrana con la corona y transmite el movimiento entre ejes cruzados. Permite grandes reducciones, funcionamiento suave y silencioso y puede ser autoblocante. Elevadores, mesas giratorias y equipos de posicionamiento.

2. ¿Qué transmiten?

Movimiento: desplazamiento continuo entre los ejes.
Potencia: la energía necesaria para realizar trabajo.
Velocidad: adapta la velocidad de salida según la relación de transmisión.
Par (torque): la fuerza de giro requerida.
Dirección: puede cambiar la dirección del movimiento entre ejes.

3. Comparativa rápida

Tabla comparativa de sistemas de transmisión: contacto, precisión, capacidad de carga, mantenimiento y ruido — Comparativa de sistemas de transmisión. Fuente: ficha técnica Welectronic.

Resumen: los engranajes ofrecen la mayor precisión y capacidad de carga, pero exigen lubricación periódica. Las correas son las más silenciosas y de bajo mantenimiento, con precisión media. Las cadenas dan alta capacidad de carga sin deslizamiento, con ruido medio a alto. Los acoplamientos solo unen ejes (no tienen relación de transmisión). El sinfín y corona logra grandes reducciones con muy bajo ruido.

4. ¿Cómo elegir el sistema?

Cinco pasos para elegir un sistema de transmisión — Pasos para elegir el sistema. Fuente: ficha técnica Welectronic.

Define la potencia y el par requeridos.
Evalúa la velocidad y la relación de transmisión.
Considera la alineación, la distancia entre ejes y el espacio disponible.
Revisa el mantenimiento, la lubricación y el ambiente de trabajo.
Verifica el costo, el ruido y la vida útil.

5. Cálculos básicos

En una transmisión por correa o cadena, la velocidad cambia en proporción inversa al tamaño de los elementos:

Correa: n1 · D1 = n2 · D2 → i = D2 / D1
Cadena: i = z2 / z1
Velocidad lineal de la correa: v = π · D · n / 60 [m/s, con D en m y n en rpm]
Par: T = 9550 · P / n [N·m, con P en kW y n en rpm]

Transmisión por correa con polea motriz de 100 mm a 1440 rpm y polea conducida de 300 mm a 480 rpm — Ejemplo: D1 = 100 mm, D2 = 300 mm → i = 3 y n2 = 480 rpm.

6. Recomendaciones de mantenimiento

Verifica la alineación y la tensión.
Lubrica según el sistema.
Inspecciona desgaste, holguras y vibraciones.
Sustituye los componentes dañados a tiempo.
Mantén las cubiertas y protecciones instaladas.

✅ 5 Problemas Resueltos

Problema 1: Un motor gira a 1440 rpm con una polea de 100 mm de diámetro y mueve una polea de 300 mm. ¿A qué velocidad gira la polea conducida?

Solución:
n1 · D1 = n2 · D2 → n2 = n1 · D1 / D2
n2 = 1440 × 100 / 300
n2 = 480 rpm (i = 3)

Problema 2: ¿Cuál es la velocidad lineal de la correa en la polea de 100 mm (0,1 m) a 1440 rpm?

Solución:
v = π · D · n / 60 = π × 0,1 × 1440 / 60 = π × 2,4
v = 7,54 m/s

Problema 3: Un motor de 7,5 kW gira a 1440 rpm. ¿Qué par entrega?

Solución:
T = 9550 · P / n = 9550 × 7,5 / 1440 = 71.625 / 1440
T = 49,74 N·m

Problema 4: Un piñón de 15 dientes gira a 600 rpm y mueve por cadena una rueda de 45 dientes. ¿A qué velocidad gira la rueda?

Solución:
i = z2 / z1 = 45 / 15 = 3
n2 = n1 / i = 600 / 3 = 200 rpm

Problema 5: El motor del problema 3 (49,74 N·m, 1440 rpm) alimenta un reductor de relación i = 10 y eficiencia 90 %. ¿Qué velocidad y qué par entrega el reductor?

Solución:
n salida = 1440 / 10 = 144 rpm
T salida = T entrada × i × η = 49,74 × 10 × 0,9 = 447,7 N·m
Comprobación: P salida = 7,5 × 0,9 = 6,75 kW → T = 9550 × 6,75 / 144 = 447,7 N·m ✓

🏋️ 5 Ejercicios Propuestos

Ejercicio 1: Un motor gira a 1750 rpm con una polea de 150 mm y mueve una polea de 250 mm. ¿A qué velocidad gira la conducida?

n2 = 1750 × 150 / 250 = 1050 rpm

Ejercicio 2: ¿Qué velocidad lineal tiene una correa en una polea de 0,25 m a 960 rpm?

v = π × 0,25 × 960 / 60 = π × 4 = 12,57 m/s

Ejercicio 3: Un motor de 11 kW gira a 1470 rpm. ¿Qué par entrega?

T = 9550 × 11 / 1470 = 105.050 / 1470 = 71,46 N·m

Ejercicio 4: Un piñón de 12 dientes gira a 1200 rpm y mueve una rueda de 36 dientes por cadena. Calcula i y la velocidad de la rueda.

i = 36 / 12 = 3; n2 = 1200 / 3 = 400 rpm

Ejercicio 5: Un tornillo sinfín de una entrada mueve una corona de 40 dientes. Si el sinfín gira a 1440 rpm, ¿a qué velocidad gira la corona?

Con un sinfín de 1 entrada, i = z corona / 1 = 40.
n corona = 1440 / 40 = 36 rpm