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UNIDAD 4 LECCION 1

TEORIA Y COMPONENTES BASICOS DE DIFERENCIALES

Fig. 1.1.1 Potencia a los diferenciales

La potencia de la transmisin se enva al diferencial y a la corona antes de ir a

las ruedas. La figura 1.1.1 muestra una mquina de dos diferenciales. Los

cargadores de ruedas y los modelos pequeos de camiones articulados tienen

diferenciales en las ruedas delanteras y en las traseras. Los modelos grandes

de camiones articulados tienen un tercer diferencial en el eje central. Algunas

mquinas, como los camiones de obras, slo tienen un diferencial trasero.

Fig. 1.1.2 Mquinas

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Todas las mquinas mostradas en la figura 1.1.2 tienen diferenciales. Los

cargadores de ruedas y las retroexcavadoras cargadoras tienen un diferencial

en el eje delantero y otro en el eje trasero.

Fig. 1.1.3 Corona y pin

La figura 1.1.3 muestra una corona y un pin. Esta disposicin cambia la

salida de potencia en 90. Cuando la transmisin acta en la corona y en el

pin, impulsa el engranaje de pin. El engranaje de pin impulsa la corona.

Los semiejes de las ruedas giran con la corona. Una configuracin como sta

se usa en algunas motoniveladoras recientes. En algunas aplicaciones de

motoniveladoras, no es importante el radio de giro corto, gracias a que los giros

no se hacen con frecuencia. Los efectos del giro en la mquina pueden no ser

excesivos. En otras mquinas, como los camiones de obras, se necesit una

solucin para tratar el efecto del giro. En todas las mquinas, un diferencial

disminuir la tensin al tren de mando.

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Fig. 1.1.4 Radio de giro

En la figura 1.1.4, se muestra el diferencial trasero haciendo un giro en U. Las

ruedas delanteras dirigen la mquina y no se muestran en la figura. En esta

situacin particular, la rueda interna se desplaza una semicircunferencia con un

radio de 3,05 metros (10 pies) y la rueda externa se desplaza a una

semicircunferencia de radio de 6,1 metros (20 pies).

Fig. 1.1.5 Distancia recorrida en un giro

La figura 1.1.5 muestra la distancia adicional que la rueda externa tiene que

desplazarse para hacer el giro. La distancia recorrida por la rueda interna es de

9,6 metros (31,5 pies) y la distancia recorrida por la rueda externa es de 19,2

metros (63 pies). Con un eje slido, un neumtico no puede recorrer una

distancia mayor que la otra sin que haya patinaje de los neumticos.

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Fig. 1.1.6 Eje slido

Si el eje trasero tuviera una corona y un juego de piones, el eje entre las dos

ruedas sera de una sola pieza. Las ruedas traseras siempre estaran

accionadas a la misma velocidad, y trataran de ir en la misma direccin y

recorrer la misma distancia. Cuando las ruedas delanteras fuerzan la mquina

alrededor del giro, las ruedas traseras se resistirn. Las ruedas delanteras

tendrn que forzar las ruedas traseras para seguir el giro. Como resultado, los

neumticos delanteros y los traseros se desgastarn excesivamente. Muchas

de las otras tensiones y esfuerzos sern evidentes slo cuando el eje falle.

Fig. 1.1.7 Ejes separados Para mejorar la posicin del giro, el eje trasero se corta en

dos mitades. Si eso es todo lo que se hace, la mquina estar impulsada por

una rueda y la otra estar libre. Mientras esto hace ms fcil dar el giro, todas

las tensiones afectarn slo un eje. En una operacin de desplazamiento en

lnea recta, el neumtico impulsado se desgastar rpidamente y la mquina

tirar de un lado.

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Fig. 1.1.8 Caja del diferencial y engranajes laterales Se pone una caja alrededor de los dos ejes separados. La caja suministra

soporte a los semiejes. La caja tambin acta como contenedora en todos los

componentes del diferencial. La caja del diferencial gira con la corona cnica.

Ahora, adicionemos un engranaje al extremo de cada eje. Estos engranajes,

generalmente, se llaman engranajes laterales o de salida. Los engranajes

laterales giran con los ejes. Los engranajes laterales no estn conectados a la

caja del diferencial.

Fig. 1.1.9 Engranajes laterales

En la figura 1.1.9, los engranajes laterales estn estriados al extremo de cada

eje. Pueden verse la corona y el pin. Observe que los engranajes laterales

no estn estriados a la caja del diferencial. Los engranajes laterales giran

independientemente de la caja del diferencial.

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Fig. 1.1.10 Cruceta y engranajes de pin del diferencial

Los engranajes laterales no estn conectados directamente a la corona ni a la caja

del diferencial. La cruceta tiene cuatro extremos en ngulo recto uno con el otro.

Estos extremos se ajustan, a travs de orificios, en la caja del diferencial y no

tocan los engranajes laterales, sino que giran con la caja del diferencial.

Los engranajes se montan en los cuatro extremos de la cruceta. Los extremos de

la cruceta van a travs de los ejes centrales de los engranajes. Estos engranajes

se llaman engranajes de pin del diferencial, coronas cnicas o engranajes de la

cruceta. Los engranajes del pin del diferencial estn en ngulo recto con los

engranajes laterales. Los dientes de los engranajes de pin del diferencial se

conectan con los engranajes laterales. Cuando los engranajes de pin del

diferencial giran con la cruceta, los engranajes laterales se mueven con ellos.

Fig. 1.1.11 Cruceta y engranajes de pin del diferencial

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La figura 1.1.11 muestra la cruceta y los engranajes de pin del diferencial. La

parte pequea de la cruceta se ajusta en los orificios de la caja del diferencial.

Fig. 1.1.12 Cruceta

En la figura 1.1.12, se puso la cruceta en la caja del diferencial. Si los engranajes

de pin del diferencial no estn instalados, la corona girar la caja del diferencial

y la cruceta. Los engranajes laterales no girarn.

Fig. 1.1.13 Engranajes de pin del diferencial

En la figura 1.1.13, se muestran los engranajes de pin del diferencial puestos en

los extremos de la cruceta. Los dientes del engranaje de pin del diferencial se

acoplan con los dientes del engranaje lateral. Si no hay resistencia de los ejes, los

engranajes de pin del diferencial no girarn en sus ejes. El par de ambos

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engranajes laterales ser igual. Los engranajes de pin del diferencial estarn

sujetados entre ellos. Con esta configuracin, la caja del diferencial, la cruceta y

los engranajes de pin del diferencial giran como un conjunto slido, e impulsan

los engranajes laterales. Cuando la mquina se desplaza en lnea recta con igual

traccin en cada rueda, es como si los semiejes fueran slidos. No hay movimiento

relativo dentro de la caja del diferencial.

Fig. 1.1.14 Engranajes de pin del diferencial

Durante un giro, la rueda interna es ms resistente a dar el giro que la externa.

Esta resistencia causa diferente par en los dos engranajes laterales. Cuando

uno de los ejes va lento, los engranajes de pin del diferencial giran alrededor

del engranaje lateral lento. El movimiento de los engranajes de pin del

diferencial hacen que el otro engranaje lateral gire rpido. Los dos ejes girarn

a diferentes velocidades. Cuando una rueda tiene ms traccin que la otra, el

diferencial opera de la misma manera que si la mquina estuviera girando. Se

enva la misma cantidad de par a ambas ruedas. Este par es slo igual a la

cantidad necesaria para girar la rueda con la mnima resistencia.