Máquinas/Exploración de 5 min

Un motor. Dos velocidades diferentes en las ruedas.

¿Cómo puede un motor impulsar dos ruedas que giran a diferentes velocidades?

Una caja de cambios establece la velocidad que llega al eje de transmisión. La transmisión final la reduce nuevamente y gira la rotación en un ángulo recto. Dentro del diferencial, pequeños piñones permiten que las ruedas izquierda y derecha difieran mientras su velocidad promedio permanece ligada al portador.

Modelo 3D

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Qué debes recordar

En un diferencial abierto, las dos velocidades de las ruedas pueden diferir. Su promedio sigue siendo el del portador.

El portador gira a 200 rpm y la rueda izquierda a 260 rpm. ¿Cuál es la velocidad de la rueda derecha?

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Cómo funcionan juntas las piezas

  1. Comenzar en línea recta

    Reproduce el modelo con división de curva cero. Ambos marcadores blancos de las ruedas avanzan juntos. Los piñones orbitan sin necesidad de girar respecto al portador.

  2. Cambiar la relación de la caja de cambios

    Selecciona una reducción de 3:1. Con la misma velocidad del motor, el eje de transmisión y ambas ruedas giran más despacio. La relación de la transmisión final permanece en 3:1.

  3. Seguir una curva a la derecha

    Reproduce esta configuración preestablecida. La rueda izquierda gira más rápido y la derecha más despacio. Los piñones dorados ahora giran respecto al portador.

  4. Invertir la curva

    La rueda más rápida cambia de lado. Suma las lecturas de RPM izquierda y derecha y divide por dos: el resultado sigue siendo las RPM del portador.

Las piezas principales

Entrada del motor
El eje naranja suministra la rotación. La escena muestra una velocidad de entrada constante, sin simular combustión ni torque del motor.
Par seleccionado de la caja de cambios
Un engranaje de entrada más pequeño que impulsa un engranaje de salida más grande reduce la velocidad. El par visible cambia con la relación elegida; el resto de una transmisión real se omite.
Eje de transmisión
Transporta la rotación desde la caja de cambios hacia el eje trasero. Su marcador hace visible el cambio de velocidad.
Transmisión final y portador
Una reducción fija de 3:1 impulsa el portador alrededor del eje del eje. Este portador establece el promedio de las dos velocidades de las ruedas.
Piñones del diferencial
Estos pequeños engranajes orbitan con el portador. Durante una curva también giran sobre sus propios ejes, permitiendo velocidades de salida desiguales.
Medio eje y rueda izquierda
Durante una curva a la derecha, esta rueda recorre el camino exterior más largo y gira más rápido.
Medio eje y rueda derecha
Durante una curva a la izquierda, esta rueda recorre el camino exterior más largo y gira más rápido.

Preguntas que vale la pena explorar

¿Por qué las ruedas necesitan velocidades diferentes en una curva?

La rueda exterior recorre una trayectoria más larga que la interior. Un diferencial permite velocidades distintas mientras conecta ambas ruedas a una sola entrada motriz.

MIT · Differential mechanism and average-speed relationEaton · Why wheels need different speeds in a turn

¿Qué permanece constante cuando difieren las velocidades de las ruedas?

En el diferencial abierto ideal, el promedio de las velocidades de ambas ruedas es igual a la velocidad del portasatélites. Aumentar la velocidad de una rueda respecto a este reduce la de la otra en la misma cantidad.

MIT · Differential mechanism and average-speed relation

¿Qué hace la transmisión final?

Reduce la velocidad de giro que llega al diferencial y, en la disposición ilustrada, cambia la dirección de la transmisión en un ángulo recto. La escena utiliza dientes cónicos simplificados, no un diseño de fabricación.

MIT · Differential mechanism and average-speed relationMIT · Gear ratios and rotational speed

Un descubrimiento lleva a otro.

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