Engineering
Piñón y cremallera
Levante una carga con una cremallera vertical e invierta el giro; ponga la cremallera horizontal e invierta de nuevo. Un peso colgado mantiene un flanco cerrado; un carro sobre una guía con rozamiento tiene que cruzar antes la holgura.
Qué ocurre
Un piñón que gira en un cojinete fijo mueve una cremallera a lo largo de una guía: x = r·θ, y la fuerza en el diente es F = T/r. En vertical la cremallera levanta una carga; en horizontal empuja un carro por una guía con rozamiento seco. Los dientes tienen una holgura j: dentro de ella el par queda suelto y el piñón solo empuja el flanco que alcanza. Invierta el giro. El peso colgado mantiene cargado el mismo flanco, así que la cremallera sigue de inmediato, ahora bajando la carga. El carro, en cambio, se detiene, el piñón cruza la holgura sin él y únicamente entonces engrana el otro flanco: el tiempo muerto crece con la holgura. La cremallera se mueve entre topes, donde el motor se detiene en su par máximo.
Modelo: piñón y cremallera rígidos; dos contactos unilaterales de flanco separados por la holgura; rozamiento de Coulomb en la guía horizontal; contactos inelásticos, sin flexión de los dientes. El motor mantiene su velocidad hasta su par máximo.
Qué probar
Invierta el giro en las dos disposiciones: la carga colgada mantiene cerrada la holgura, el carro tiene que cruzarla primero.
Ecuaciones del módulo
Ecuaciones x = r·θ, F = T/r |x − r·θ| < j/2 ⇒ F = 0 W = ∫ T·ω dt
