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Piñón (mecanismo)

Este artículo trata sobre el mecanismo de Piñón. Para otros usos de este término, véase Piñón (desambiguación).
Piñón (mecanismo)
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Concepto:rueda más pequeña de un par de ruedas dentadas o la rueda pequeña en la transmisión por cadena o correa.

Piñón, en mecánica, es la rueda más pequeña de un par de ruedas dentadas o a la rueda de un mecanismo de cremallera o la rueda pequeña en la transmisión por cadena o por correa.

Definiciones

Engranaje de una máquina agrícola donde el movimiento del piñón se transmite a través de una rueda loca.
Piñón y cadena de transmisión de rodillos.
  • Piñón tensor es la rueda dentada destinada a tensar una cadena o una correa dentada de una transmisión.
  • En los engranajes, la rueda más grande se denomina corona
  • En una transmisión por cadena como la de una bicicleta, la rueda mayor se denomina plato.
  • En un tren de engranajes de varias etapas, la corona de una etapa gira solidariamente con el piñón de la etapa consecutiva.
  • En las transmisiones por cadena y por correa, un piñón demasiado pequeño da lugar a mayores curvaturas en el elemento flexible de la transmisión, lo cual incrementa el desgaste y disminuye la vida útil de los elementos.

Principio de funcionamiento según la relación de transmisión

  • Cuando el piñón es pequeño, (habría poca distancia desde la base del diente hasta el chavetero, los dientes se tallan directamente en el eje lo que obliga a realizar algún tipo de tratamiento térmico superficial para endurecer la superficie de los dientes del piñón mientras que el núcleo del eje y la base de los dientes deben ser resistentes a las fuerzas estáticas y de fatiga.
Principio de funcionamiento de un par de ruedas dentadas.
  • Cuando hay espacio suficiente, se monta el piñón en un eje con un chavetero o en un eje nervado.
  • En un mecanismo multiplicador de velocidad, en el que el eje de salida gira más deprisa que el eje de entrada, como en la transmisión de una bicicleta, el piñón es la rueda conducida.

Piñón y corona

Igualando las velocidades lineales en las circunferencias primitivas del piñón y la corona, se obtiene la siguiente expresión:

v = ωe re =ωs rs ;

donde

  • v es la velocidad lineal en la circunferencia primitiva;
  • ωe es la velocidad angular a la entrada;
  • ωs es la velocidad angular a la salida;
  • re es el radio primitivo a la entrada;
  • rs es el radio primitivo a la salida.

Ambas ruedas dentadas deben tener el mismo paso entre dientes, y por tanto el mismo módulo (M), la relación entre el diámetro primitivo (Dp) y el número de dientes (Z) será igual en las dos.

<math>M=\frac{Dp_e}{Z_e}=\frac{Dp_s}{Z_s}</math>
<math>\frac{M}{2}=\frac{r_e}{Z_e}=\frac{r_s}{Z_s}</math>

Por tanto, la relación de transmisión (i) será igual a:

<math>i = \frac{\omega_s}{\omega_e} = \frac{r_e}{r_s} = \frac{Z_e}{Z_s} </math>

Aplicando la ley de acción y reacción, la fuerza que ejerce la rueda motriz sobre la conducida sería igual y de sentido opuesto a la fuerza resistente.

<math>F \approx T_e r_e \approx T_s r_s;</math>

donde

Sin embargo, el par obtenido en el eje conducido es inferior al calculado de esta manera, pues se pierde energía mecánica a consecuencia de la fricción.

<math>i = \frac{r_e}{r_s} > \frac{T_s}{T_e}</math>

Véase también

Fuentes