¿Cómo funcionan los engranajes?

Engranajes

Si alguna vez ha montado en bicicleta o en coche, los cambios le han ayudado. Un engranaje es una rueda con dientes. Puede conectar los engranajes para que cuando un engranaje gire, haga girar los otros engranajes mientras los dientes empujan los dientes de los otros engranajes.

Ejemplo de engranajes

Puede conectar tantos engranajes como desee y también puede conectarlos en diferentes direcciones. Una vez que haya conectado todos sus engranajes, solo necesita encender un engranaje para girar todos los engranajes. Notará que si un engranaje se mueve en el sentido de las agujas del reloj, los engranajes conectados a él se moverán en el sentido contrario a las agujas del reloj. Cada cambio de engranajes también cambiará la dirección de rotación, por lo que cualquier engranaje conectado al engranaje en sentido antihorario se moverá en sentido horario.

Mire una bicicleta y verá que mientras pedalea, solo está girando una marcha. Sin embargo, dado que el engranaje está conectado a otros engranajes que están conectados a las ruedas de las bicicletas, en última instancia, también está pedaleando las ruedas.

Y si su bicicleta tiene diferentes velocidades, notará que a medida que cambia de marcha, su pedaleo va más rápido o más lento. Echemos un vistazo a lo que está pasando.

Acelerando

Mire cuidadosamente una de estas bicicletas de varias velocidades y verá que tienen diferentes tamaños de engranajes. A medida que cambia de marcha, la cadena de su bicicleta cambia a una marcha de diferente tamaño.

Los engranajes de una bicicleta

Para acelerar, verá que su cadena se mueve a una marcha más grande. Cuanto más grande sea el equipo que utilice para alimentar su sistema, más velocidad obtendrá. De hecho, puede configurar un sistema de engranajes para acelerar las cosas. Por ejemplo, digamos que alimenta un engranaje grande conectado a un engranaje más pequeño. Si el engranaje más pequeño tiene 20 dientes y su engranaje más grande tiene 40 dientes, entonces por cada vuelta de su engranaje grande, el engranaje más pequeño girará dos veces. Básicamente has duplicado tu velocidad.

Este uso de engranajes es excelente en aplicaciones donde necesita aumentar su velocidad, como en ventiladores con diferentes velocidades de baja, media y alta.

Ralentizando

Cuando cambie a una velocidad más baja en su bicicleta, verá que su cadena se mueve a una marcha más pequeña. Volviendo a la cantidad de dientes en un ejemplo de engranaje, si tiene 20 dientes en el engranaje más pequeño que está moviendo y su rueda más grande tiene 60 dientes, encontrará que necesita girar su engranaje pequeño tres vueltas completas mientras el engranaje más grande solo da una vuelta completa. Básicamente, has reducido tu velocidad en 1/3.

Este uso de engranajes es perfecto para aplicaciones en las que necesita reducir la velocidad. Por ejemplo, cuando arranca su automóvil desde parado, debe reducir la velocidad del motor para no despegar como un cohete.

Más poder

Hay una cosa muy interesante que sucede cuando bajas la velocidad yendo a una marcha más pequeña. A medida que mueve su engranaje más pequeño, cualquier potencia que le dé al engranaje más pequeño se multiplica una vez que alcanza el engranaje más grande. Si su engranaje pequeño tiene 20 dientes y su engranaje más grande 60 dientes, entonces su potencia se multiplicará tres veces por el engranaje más grande.

Es posible que haya notado que cuando cambia a una velocidad más baja en su bicicleta, es más fácil pedalear. Si antes no podía subir una colina, ahora puede hacerlo a menor velocidad. Sí, no vas tan rápido, pero tu pedaleo ahora te da más potencia porque estás pedaleando en la marcha más pequeña.

Este es también el mismo mecanismo que funciona en su camión cuando cambia a una marcha más baja para poder subir una colina empinada o una carretera de montaña. Su camión cambia de marcha para que esté impulsando una marcha más pequeña que hace girar una marcha más grande, dándole más potencia pero menos velocidad.

Resumen de la lección

Revisemos.

Un engranaje es una rueda con dientes. Puede conectar engranajes para cambiar su velocidad, cambiar su potencia y cambiar su dirección. Si tus marchas te dan más velocidad, te darán menos potencia. Pero si tus marchas te dan menos velocidad, te darán más potencia.

Las aplicaciones donde se utilizan engranajes incluyen las siguientes:

• Bicicletas
• Carros
• Camiones
• Aficionados
• Mezcladores