Lectura de 4 minutos
El mecanismo de cambio de dirección es un componente mecánico que alivia restricciones como disposición o tamaño en el diseño del mecanismo al transmitir fuerzas desde el eje de transmisión al eje conducido. En otras palabras, este mecanismo cambia la dirección de las fuerzas o el movimiento desde el eje de transmisión sin transmitirlas tal cual. En los dos próximos volúmenes, estudiaremos ejemplos típicos de un mecanismo de cambio de dirección.
Mecanismo de cambio de dirección utilizando un biela-manivela
[Fig.1] es un ejemplo de cambio de dirección del movimiento entre dos enlaces en el mismo plano de una biela-manivela de 90 grados.
La biela-manivela mostrada aquí es un componente que consiste en dos enlaces conectados a un cierto ángulo en el mismo plano. En [Fig.1], el movimiento de vaivén vertical del eje de transmisión (2) se transforma en el movimiento de vaivén horizontal del eje conducido (3).
[Fig.2] ilustra el mecanismo de cambio de dirección (manivela) adoptado para las piezas del motor de un automóvil.
Precauciones al diseñar un mecanismo de cambio de dirección utilizando enlaces y una biela-manivela
En el caso de [Fig.1], las fuerzas del eje de transmisión se transmitirán a través del perno (4) a la biela-manivela. Las fuerzas giran alrededor del eje (5) y viajan hacia el eje conducido (3) a través del perno (6). Al diseñar esta estructura, se deben tener en cuenta los siguientes dos puntos:
| a) | Seleccionar dimensiones de ajuste apropiadas para el diámetro del perno/orificio y el diámetro del eje/orificio para un movimiento suave. |
| b) | Adoptar medidas de resistencia al desgaste. |
La tabla aquí muestra una relación dimensional entre el diámetro del perno, el diámetro del eje y el agujero correspondiente para los tres tipos de estados de movimiento. Todas las dimensiones se basan en el “ajuste de holgura”.
| Estado de movimiento | Ajuste de Eje | Ajuste de Agujero |
| Precisión | g5 (g6) | H6 (H7) |
| Normal | f6 (f7) | H6 (H7) |
| Rugoso | d9 | H8 (H9) |
Cuando los ejes de rotación están ubicados en el mismo plano y colocados a 90 grados o más entre sí, la rotación del eje de transmisión se puede transmitir al eje conducido conectando los dos ejes con un resorte helicoidal. (Consulte la figura a continuación para más detalles).
Dado que la unidad de cambio de dirección conectada con este resorte helicoidal se puede diseñar con cierta flexibilidad siempre que el eje del eje conducido sea de 90 grados o más, se utilizará para mecanismos que requieran ajuste de ensamblaje o clasificación por el grado de los productos y más.
[Fig.2] ilustra ejemplos de conexión de eje conducido para un mecanismo compatible con varios modelos.
Debido a que se utiliza un resorte helicoidal para conectar el componente, se deben tener en cuenta las siguientes desventajas al diseñar este mecanismo.
Desventajas (limitación del rendimiento de desviación rotativa)
- Cuando el ángulo (θ en la Fig.1) de los dos ejes es pequeño (menos de 90 grados), la transmisión rotativa se vuelve inestable.
- Adoptar este mecanismo en un sistema que involucre rotación de alta velocidad o velocidad de rotación variable resultará en menos precisión.
- La dirección helicoidal de un resorte helicoidal debe ser la misma que la dirección de rotación del eje.
- El resorte helicoidal puede fracturarse debido a la fatiga.
Ejemplos de aplicación
- Mecanismo de ajuste de rotación compatible con varios modelos.
- Mecanismo de transmisión con un pequeño par rotativo.
- Mecanismo de ajuste simple en un sistema rotativo.
Es fácil diseñar tareas simples, pero agregar especificaciones como reducción de peso y cambio de dirección puede ser difícil. Esperamos que estos consejos le den nuevas ideas para diseñar automatización o le inspiren para el próximo gran diseño. Asegúrese de leer nuestras otras publicaciones centradas en el diseño, como la reducción de peso, el movimiento rotativo-lineal y la automatización a gran escala.