Informe Caja de Velocidades

7/25/2019 Informe Caja de Velocidades

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UNI VERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS-ESPE

EXTENSIN LATACUNGA

DEPARTAMENTO DE CI ENCIAS DE L A ENERGA Y MECNICA

INGENIERA AUTOMOTRIZ

MANTENIMIENTO AUTOMOTRIZ I

Tema: Sistema de transmisin

Subtema: Caja de velocidades para traccin posterior

Integrantes:

Arias Byron

Durn Rubn

Ortiz Roberth

Ortiz Byron

Shingn Johnny

Maldonado Edison

Nrc: 3576

Nivel: 5Automotriz

Fecha de Realizacin: 09 de diciembre de 2015

Fecha de Entrega: 16 de diciembre de 2015


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OBJETIVOS

Objetivo general:

Analizar la caja de velocidades de transmisin posterior.

Objetivos especficos:

Estudiar los componentes de la caja de velocidades de transmisin posterior.

Investigar y observar cmo estn ensamblados los componentes de la caja de

transmisin posterior.

Estudiar, analizar y diferenciar las diferentes fallas que pueden ocurrir en una

caja de velocidades.

Determinar la relacin de transmisin de la caja de velocidades.

MATERIALES

Materiales y equipos Grfico

Mandil

Guantes

Franela


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Caja de velocidades

Juego de dados

Juego de llaves

Martillo de goma

Combo

Taco de madera

MARCO TERICO

CAJA DE CAMBI OS

En los vehculos, la caja de cambios o caja de velocidades (tambin llamada simplemente


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caja) es el elemento encargado de obtener en las ruedas el par motor suficiente para poner

en movimiento el vehculo desde parado, y una vez en marcha obtener un par suficiente

en ellas para vencer las resistencias al avance, fundamentalmente las derivadas del perfil

aerodinmico, de rozamiento con la rodadura y de pendiente en ascenso.

Ilustracin 1.Caja de cambio de velocidades.

Fuente: Grupo 1

CONSTI TUCIN DE LA CAJA DE CAMBIOS

La caja de cambios est constituida por una serie de ruedas dentadas dispuestas en tres

rboles.

rbol primario. Recibe el movimiento a la misma velocidad de giro que el motor.

Habitualmente lleva un nico pin conductor en las cajas longitudinales para traccin

trasera o delantera. En las transversales lleva varios piones conductores. Gira en elmismo sentido que el motor.

rbol intermedio o intermediario. Es el rbol opuesto o contraeje. Consta de un pin

corona conducido que engrana con el rbol primario, y de varios piones (habitualmente

tallados en el mismo rbol) y que son solidarios al eje que pueden engranar con el rbol

secundario en funcin de la marcha seleccionada. Gira en el sentido opuesto al motor.


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Ilustracin 2Constitucin de la caja de cambio de velocidades.

Fuente: Grupo 1

RBOL SECUNDARIO.

Consta de varios engranajes conducidos que estn montados sueltos en el rbol, pero que

se pueden hacer solidarios con el mismo mediante un sistema de desplazables. Gira en el

mismo sentido que el motor (cambios longitudinales), y en sentido inverso en las cajas

transversales. En otros tipos de cambio, especialmente motocicletas y automviles y

camiones antiguos, los piones se desplazan enteros sobre el eje.

Ilustracin 3.Eje secundario

Fuente: Grupo 1

POSICIN DE LAS RUEDAS

La posicin axial de cada rueda es controlada por unas horquillas accionadas desde la

palanca de cambios y determina qu pareja de piones engranan entre el secundario y el

intermediario o entre primario y secundario segn sea cambio longitudinal o transversal.

Cuando se utilizan sincronizadores, el acoplamiento tangencial puede liberarse enfuncin de la posicin axial de estos y las ruedas dentadas no tienen libertad de


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movimiento axial. Esto es lo que ocurre en las cajas manuales actuales. Las ruedas

dentadas estn fijas en el eje y montadas sobre un cojinete, de manera que pueden

moverse a distinta velocidad que l. Estas ruedas estn engranadas permanentemente con

las del eje intermedio, y cuando se cambia de marcha uno de los desplazables hace

solidario el movimiento de la rueda con el del eje, producindose lo que se denomina

sincronizacin. Por esta razn, el eje secundario lleva un estriado entre cada pareja de

ruedas.

EJE DE M ARCHA ATRS.

Lleva un pin que se interpone entre los rboles intermediario y secundario

(longitudinal) o primario y secundario (transversal) para invertir el sentido de giro

habitual del rbol secundario. En el engranaje d marcha atrs, normalmente se utiliza

un dentado recto, en lugar de un dentado helicoidal, ms sencillo de fabricar. Asimismo,

cuando el pin se interpone, cierra dos contactos elctricos de un conmutador que

permite lucir la luz o luces de marcha atrs, y al soltarlo, vuelve a abrir dichos contactos.

Ilustracin 4.Eje de marcha atrs

Fuente: Grupo 1

CAJA DE CAMBIOS MANUAL

Tradicionalmente se denominan cajas mecnicas a aquellas que se componen de

elementos estructurales (y funcionales), rodamientos, etc. de tipo mecnico. En este tipo

de cajas de cambio, la seleccin de las diferentes velocidades se realiza mediante mando

mecnico, aunque ste puede estar automatizado.

Los elementos sometidos a rozamiento ejes, engranajes, sincronizadores, o selectores

estn lubricados mediante bao de aceite (especfico para engranajes) en el crteraislados del exterior mediante juntas que garantizan la estanqueidad.


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Los acoplamientos en el interior se realizan mediante mecanismos compuestos de

balancines y ejes guiados por cojinetes. El accionamiento de los mecanismos internos

desde el exterior de la caja -y que debera accionar un eventual conductor- se realizan

mediante cables flexibles no alargables o varillas rgidas.

Las distintas velocidades de que consta la caja estn sincronizadas. Esto quiere decir que

disponen de mecanismos de sincronizacin que permiten igualar las velocidades de los

distintos ejes de que consta la caja durante el cambio de una a otra. La conexin

cinemtica entre el motor y la caja de cambios se realiza mediante el embrague.

Ilustracin 5.Sincronizados

Fuente: Grupo 1

TRANSMISIN DEL MOVIMIENTO

1 velocidadEl desplazamiento del sincronizador de 1/2 (N) hacia la derecha, produce el

enclavamiento del correspondiente pin loco (I) del eje secundario, que se hace solidario

de este eje. Con ello, el giro es transmitido desde el eje primario como muestra la figura

inferior, obtenindose la oportuna reduccin. En esta velocidad se obtiene la mximareduccin de giro, y por ello la mnima velocidad y el mximo par.


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Ilustracin 6.Primera marchaFuente: Grupo 1

2 velocidadEl desplazamiento del sincronizador de 1/2 (N) hacia la izquierda, produce

el enclavamiento del correspondiente pin loco (J) del eje secundario, que se hacesolidario de este eje. Con ello, el giro es transmitido desde el eje primario como muestrala figura inferior, obtenindose la oportuna reduccin. En esta velocidad se obtiene unareduccin de giro menor que en el caso anterior, por ello aumenta la velocidad y el pardisminuye.

Ilustracin 7.Segunda marchaFuente: Grupo 1

3 velocidad El desplazamiento del sincronizador de 3/4 (O) hacia la derecha, produceel enclavamiento del correspondiente pin loco (H) del eje secundario, que se hacesolidario de este eje. Con ello, el giro es transmitido desde el eje primario como muestrala figura inferior, obtenindose la oportuna reduccin. En esta velocidad se obtiene unareduccin de giro menor que en el caso anterior, por ello aumenta la velocidad y el pardisminuye.


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Ilustracin 8.Tercera marcha

Fuente: Grupo 1

4 velocidadEl desplazamiento del sincronizador de 3/4 (O) hacia la izquierda, produceel enclavamiento del correspondiente pin de arrastre o toma constante (B) del eje

primario, que se hace solidario con el eje secundario, sin intervencin del ejeintermediario en este caso. Con ello, el giro es transmitido desde el eje primario comomuestra la figura inferior, obtenindose una conexin directa sin reduccin de velocidad.En esta velocidad se obtiene una transmisin de giro sin reduccin de la velocidad. Lavelocidad del motor es igual a la que sale de la caja de cambios, por ello aumenta lavelocidad y el par disminuye.

Ilustracin 9.Cuarta marcha

Fuente: Grupo 1

Marcha atrs(M.A.) Cuando se selecciona esta velocidad, se produce el desplazamientodel pin de reenvi (T), empujado por un manguito. Al moverse el pin de reenvi,engrana con otros dos piones cuya particularidad es que tienen los dientes rectos en vezde inclinados como los dems piones de la caja de cambios. Estos piones pertenecen alos ejes intermediario y secundario respectivamente. Con esto se consigue una nuevarelacin, e invertir el giro del tren secundario con respecto al primario. La reduccin de

giro depende de los piones situados en el eje intermediario y secundario por que el pinde reenvi acta nicamente como inversor de giro. La reduccin de giro suele ser


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parecida a la de 1 velocidad. Hay que resear que el pin del eje secundarioperteneciente a esta velocidad es solidario al eje, al contrario de lo que ocurre con losrestantes de este mismo eje que son "locos". (aficionados a la mecanica, 2014)

Ilustracin 10.Retro

Fuente: Grupo 1

PROCEDIMIENTOS

DESPIECE DE LA CAJA DE CAMBIOS DE TRACCION TRASERA

Una vez equipados con todos los implementos de seguridad personal

(mandil, calzado industrial, guantes, gafas) se procede con el despiece de

la caja de 4 velocidades transmisin trasera, para lo cual se necesitara

contar con varias herramientas como son: juego de llaves mixtas, martillo

de goma, combo, taco de madera, palanca de presin, entre otras.

Contando con todo esto se seguir el siguiente procedimiento para el

despiece de la caja:

1. Con el uso de llaves aflojar y quitar los pernos y retirar la tapa lateral

de la caja de cambios.


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Ilustracin 11.Aflojamiento de pernos

Fuente: Grupo 1

2. Con el uso del martillo de goma separar la carcasa de la caja decambios de la junta.

Ilustracin 12.Separacin de carcasa

Fuente: Grupo 1

3. Desmontar la horquilla y el varillaje de la marcha retro.

Ilustracin 13.


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Desmontaje de la horquilla y el varillajeFuente: Grupo 1

4. Sacar el pin loco y los piones de la marcha retro

Ilustracin 14.Separacin de pin loco y piones de retro

Fuente: Grupo 1

5. Se procede con el retito de las horquillas de las velocidades 1ra y 2da

y 3ra y 4ta respectivamente para as poder desmontar el varillaje de

las mismas.

Ilustracin 15.Separacin de horquillas de cada una de las velocidades

Fuente: Grupo 1

6. Con la ayuda de un combo y un taco de madera proceder a desmontar

el eje principal y el eje de masa de la junta de la carcasa y la tapa

lateral de la caja.


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Ilustracin 16.Separacin de eje principal y eje de masa

Fuente: Grupo 1

7. Una vez fuera el eje principal se procede a desmontarle todos los todos

los piones, rodamientos, y sincronizados de cada una de ellas.

Ilustracin 17.Desmontaje de piones

Fuente: Grupo 1

8. Desmontaje de rodamientos de la caja de cambios


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Ilustracin 18.Separacin de rodamientos

Fuente: Grupo 1

9. Desmontaje de sincronizados de la caja de cambios

Ilustracin 19.Separacin de sincronizados

Fuente: Grupo 1

CLCULO DE LA RELACION DE TRANSMICIN

Con el desmontaje de la caja y de sus partes, se procede a analizar las

relaciones de transmisin.

Para realizar este proceso seguiremos el siguiente procedimiento:


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1. Contar los dientes de cada pin, tanto del eje principal como los del

eje de masa.

Ilustracin 20.

Clculo de nmero de dientes de cada pinFuente: Grupo 1

2. Al culminar con el conteo de los dientes de los piones, de cada una

de las distintas marchas, se realizara el clculo de la relacin utilizando

la siguiente formula:

=

CLCULOS DE LA CAJA DE CAMBIOS

Potencia: 90 Hp

Torque: 120 N.m

Revoluciones: 4600 rpm

Nomenclatura:

= Nmero de revoluciones del motor [rpm]

= Nmero de revoluciones del rbol principal [rpm]

= relacin de transmisin

= nmero de dientes


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= Rueda d marcha atrs en el rbol principal

= Rueda d marcha atrs en el rbol secundario

= Par motor [N.m]

= Par rbol principal [N.m]

Ilustracin 21Esquema de los engranes con sus respectivos nmero de dientes en la caja de cambios.

Fuente: Grupo 1

RELACION DE TRANSMISIN

Primera marcha:

=

.

=

32

15.27

13= 4,43 1

Segunda marcha:

=

.

=32

15.26

21= 2,64 1

Tercera marcha:

=

.

=

32

15.20

27= 1,58 1

Cuarta marcha:

=

1

1= 1 1


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Reversa:

=

.

=

32

15.27

13= 4,43 1

TRANSMISIN DE LAS REVOLUCIONES DEL MOTOR (4600 rpm)

Primera marcha:

=

=

4600

4,43 = 1038,37

Segunda marcha:

=

=

4600

2,64 = 1742,42

Tercera marcha:

=

=4600

1,58

= 2911,39

Cuarta marcha:

=

=

4600

1 = 4600

Reversa:

=

=

4600

4,43 = 1038,37

TRANSMISIN DEL PAR MOTOR

Primera marcha:

= . =(120. ). (4,43)= 531,6 .

Segunda marcha:

= . =(120. ). (2,64)= 316,8 .


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Tercera marcha:

= . =(120. ). (1,58)= 189,6 .

Cuarta marcha:

= . =(120. ). (1)= 120 .

Reversa:

= . =(120. ). (4,43)= 531,6 .

CONCLUSIONES

El nmero de revoluciones del eje de salida con respecto al eje de entrada va en

funcin del nmero de dientes de los engranajes utilizados en la caja de cambio

de velocidades.

Antes de colocar en el interior de la caja de cambio de velocidades, los ejes se

colocan todos unidos en el exterior puesto que han de colocarse todos a la vez

para que encaje el conjunto.

Los bolillos de seguridad impiden que puedan entrar dos velocidades a la vez en

la caja de cambio de velocidades.

En la caja de cambios de velocidades los sincronizadores se utilizan para

conseguir engranar de forma adecuada cada engranaje.

Los dientes helicoidales de los engranajes presentan un comportamiento mucho

ms silencioso que los engranajes rectos, utilizados en la marcha de retro.

En la caja de velocidades el movimiento de un pin pequeo y sale por uno

ms grande se conseguir aumentar el par pero se reducir la velocidad de giro:

mientras que si el par entra por la rueda grande ocurrir lo contrario.

RECOMENDACIONES

Es muy importante tomar en cuenta que antes de desarmar una caja de cambios

de velocidad se debe tener un conocimiento previo de funcionamiento y

componentes de la misma.

Para poder facilitar un correcto desmontaje de la caja de cambios de velocidades

se debe vaciar el lquido lubricante de su interior.

En el desmontaje de la caja de cambio de velocidades es muy importante utilizar

herramientas adecuadas, para evitar posibles daos a la misma.


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Es muy importante revisar en un cierto periodo de tiempo el aceite interno de la

caja de velocidades ya que con el pasar del tiempo pierde sus propiedades

afectando el correcto funcionamiento de la misma.

Para un correcto funcionamiento de la caja de velocidades es muy importante

prestar mucha atencin al montaje de cada componente interno de la misma.

Es muy importante utilizar implementos de proteccin para evitar

contratiempos al momento de desmontar la caja de cambio de velocidades del

automotor.

BIBLIOGRAFIA

aficionados a la mecanica. (2014). Obtenido dehttp://www.aficionadosalamecanica.net/caja-cambios1.htm

Mecnica del automovil. (3 de Febrero de 2015). Obtenido de

http://mecanicayautomocion.blogspot.com/2009/02/engrase-indice-

introduccion-aceites.html

Sabelo todo. (3 de Febrero de 2015). Obtenido de

http://www.sabelotodo.org/automovil/sislubricacion.html


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ANEXOS

Ilustracin 22.Caja de cambio de velocidades

Fuente: Grupo 1

Ilustracin 23.

Desmontando tornillos de caja de cambio de velocidadesFuente: Grupo 1

Ilustracin 24.Apertura de la caja de cambio de velocidades.

Fuente: Grupo 1


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Ilustracin 25.Apertura de la caja de cambio de velocidades.

Fuente: Grupo 1

Ilustracin 26.Selectores de marcha.

Fuente: Grupo 1

Ilustracin 27.Eje de caja de cambios

Fuente: Grupo 1


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Ilustracin 28.Eje de caja de cambios con engranajes

Fuente: Grupo 1

Ilustracin 29.Engranajes con sus respectivos sincronizados

Fuente: Grupo 1

Ilustracin 30.Desmontaje de cada engranaje y sincronizados de cada marcha

Fuente: Grupo 1


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Ilustracin 31Desarmado de cada componente respectivo a cada marcha

Fuente: Grupo 1

Ilustracin 32

Constitucin de cada marchaFuente: Grupo 1

Ilustracin 33Masa de caja de velocidades

Fuente: Grupo 1


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Ilustracin 34Carcasa interior de la caja de cambios

Fuente: Grupo 1

Ilustracin 35Acople de selector de marchas

Fuente: Grupo 1

Ilustracin 36Despiece de la caja de cambio de velocidades

Fuente: Grupo 1


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Ilustracin 37Despiece de caja de cambios de velocidades con grupo 1

Fuente: Grupo 1

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