Laura Denia 1ºBct

ÍndiceMecanismos que transforman movimientos de rotación en otra rotación:

- Cruz de Malta

- Leva-seguidor oscilante

Mecanismos que transforman movimientos de rotación en movimientos rectilíneos:

- Leva-seguidor lineal

- Piñón-cremallera.

- Tornillo-tuerca.

- Excéntrica

Mecanismos que transforman movimientos rectilíneos en movimientos de rotación:

- Biela-manivela

1. Mecanismos que transforman movimientos de rotación en otra rotación:Toda máquina compuesta es una combinación de mecanismos y un mecanismo es por tanto, un conjunto de operadores mecánicos como palancas, engranajes, ruedas, etc... Capaces de transformar la energía aplicada mediante una fuerza y movimiento de entrada, en otra fuerza y movimiento diferentes de salida capaces de satisfacer la necesidad.

Los tipos de mecanismo que transforman movimientos de rotación en otra rotación son:-Cruz de malta.-Leva-seguidor oscilante.

-Cruz de Malta.Es un tipo de mecanismo cuya función es transformar un movimiento de rotación continuo en otro de rotación alternativa.

Está compuesto por dos ruedas. Una de ellas, llamada rueda Ginebra, posee una serie de ranuras; la otra, tiene un saliente y actúa de manivela.

Consiste en un engranaje donde la rueda motriz tiene un pivote que alcanza un carril de la rueda conducida y entonces avanza un paso. La rueda motriz dispone además de un bloque circular que le permite completar el giro manteniendo la rueda conducida bloqueada.

También existe un mecanismo interno pero en este mecanismo no se puede reducir tanto de tamaño y no soporta tanta tensión mecánica. El eje de la rueda motriz solo puede tener un pivote en un lado. El ángulo que la rueda motriz tiene que rotar para mover la rueda conducida siempre es menos que 180° en el mecanismo externo, mientras que en el interno el ángulo de rotación siempre es superior a 180°. Así, el tiempo que pasa en movimiento la rueda conducida es mayor que el tiempo que transcurre en reposo.

Uso y aplicaciones: Una aplicación de la rueda de Ginebra son los  proyectores de cine, también ha sido usada en relojes mecánicos.

-Leva-seguidor oscilante

Una leva, es un elemento impulsor que sirve para transmitir el movimiento a otro eslabón seguidor mediante contacto directo. Consiste básicamente en un disco giratorio de forma irregular sobre el que se apoya un elemento móvil denominado varilla, seguidor o vástago.

En este mecanismo de leva el seguidor pivota sobre un punto de apoyo describiendo un arco alrededor de esta continua y el eslabón seguidor puede realizar un movimiento lineal alternativo o de rotación

En el caso que nos ocupa, el eslabón seguidor realiza movimientos de rotación alternativos hacia arriba y hacia abajo. El eslabón seguidor debe estar en contacto en todo momento con la leva.

El mecanismo leva-seguidor es muy sencillo, poco costoso y además permite movimientos complejos en el eslabón seguidor, por estas razones se incorpora frecuentemente en la fabricación de maquinaria moderna.

Los sistemas leva-seguidor se clasifican dependiendo del movimiento del seguidor, y tenemos seguidores de traslación y de oscilación.

Existen otros tipos de levas, círculos excéntricos respecto al eje de giro, levas con forma de campana, etc. y en todas, el diseño y análisis de su forma se realiza mediante gráficos para determinar en cada ángulo el alzado de la leva (distancia que se eleva el seguidor)

2. Mecanismos que transforman movimientos de rotación en movimientos rectilíneos:

Los mecanismos que hemos considerado hasta ahora no modifican el tipo de movimiento. Sin embargo, en los mecanismos que vamos a describir en este apartado el movimiento de entrada, que es una rotación, se ve modificado y pasa a ser un movimiento rectilíneo.

Estos mecanismos tienen gran aplicación práctica, pues en la mayoría de las ocasiones se dispone de un eje que gira con una determinada velocidad y que se pretende transformar en movimiento rectilíneo, como, por ejemplo, en el de elevación de un peso; o en un movimiento rectilíneo alternativo, como es el caso de la apertura y cierre de una válvula.

Los tipos de mecanismos que transforman los movimientos de rotación en movimientos rectilíneos son: Leva-seguidor lineal. Piñón-cremallera. Tornillo-tuerca. Excéntrica.

-Leva-seguidor lineal.

Como se ha indicado anteriormente, las levas transforman movimientos de rotación continua en movimientos de rotación alternativos o en movimientos lineales alternativos.

En la leva-seguidor lineal, el eslabón seguidor realiza movimientos rectilíneos alternativos, moviéndose hacia arriba cuando es empujado por la leva y hacia abajo cuando el perfil de la leva desciende.

Se denomina elevación al máximo desplazamiento que se produce en el eslabón seguidor, que lógicamente debe estar en todo momento en contacto con la leva.

La leva es un dispositivo que al girar es capaz de accionar un elemento al que no está unido y moverlo de forma alternativa.

El seguidor solo transmite el movimiento lineal cuando la parte saliente de la leva entre en contacto con el mismo.

-Piñón cremallera.

El mecanismo piñón-cremallera se compone de una rueda dentada denominada piñón sus dientes pueden ser rectos u oblicuos y éstos presentan un perfil de evolvente, y de una barra, también dentada que se conoce como cremallera y que se mueve linealmente al realizar el piñón un movimiento de rotación.

Si el movimiento de rotación del piñón es alternativo, el movimiento lineal de la cremallera también lo será.

Este sistema transforma el movimiento circular en rectilíneo por medio de dos elementos dentados: Un piñón que gira sobre su propio eje y una barra dentada denominada cremallera

El tipo de diente utilizado es el mismo que en los engranajes, pudiendo ser recto o helicoidal.

Cuando el piñón gira, la cremallera avanza el paso de diente tantas veces como dientes avance el piñón.

El mecanismo piñón-cremallera funciona como un engranaje simple. Esto significa que tanto la cremallera como el piñón han de tener el mismo paso circular y por lo tanto el mismo módulo.

La cremallera puede considerarse como una rueda dentada de radio infinito.Por lo tanto para calcular su módulo, basta con aplicar la ecuación que lo relaciona con el paso circular.

P= x m p = paso

m = módulo

Uso y aplicaciones: Este mecanismo se utiliza, por ejemplo, en el sistema de dirección de los automóviles y para subir o bajar un taladro de columna vertical.

-Tornillo- tuerca

Este sistema técnico se puede plantear de dos formas básicas:

Un tornillo de posición fija (no puede desplazarse longitudinalmente) que al girar provoca el desplazamiento de la tuerca.

En la barra engomadora el tornillo no se desplaza, pero su giro hace que el cilindro de cola suba o baje debido a que esta es la que hace de tuerca.

 

Una tuerca o un orificio roscado fijo (no puede girar ni desplazarse longitudinalmente) que produce el desplazamiento del tornillo cuando este gira.

El sistema tornillo-tuerca presenta una ventaja muy grande respecto a otros sistemas de conversión de movimiento giratorio en longitudinal, por cada vuelta del tornillo la tuerca solamente avanza la distancia que tiene de separación entre filetes (paso de rosca) por lo que la fuerza de apriete (longitudinal) es muy grande.

Por otro lado, presenta el inconveniente de que el sistema no es reversible (no podemos aplicarle un movimiento longitudinal y obtener uno giratorio).

Aunque la mayor parte de los sistemas tornillo-tuerca se fabrican en acero, también los podemos encontrar fabricados en otros metales (bronce, latón, cobre, níquel, aceros inoxidables y aluminio) y en plásticos, todo ello dependerá de sus condiciones de funcionamiento.

Si hacemos girar el tornillo la tuerca

manteniendo la orientación del otro,

el que no gira avanza según la fórmula:

a = p· nEl sistema tornillo-tuerca como mecanismo de desplazamiento se emplea en

multitud de máquinas pudiendo ofrecer servicio tanto en sistemas que requieran de gran precisión de movimiento (balanzas, tornillos micrométricos, posicionadores...) como en sistemas de baja precisión.

-Excéntrica

La excéntrica consiste básicamente en una pieza de forma geométrica diversa en la que el eje de giro no coincide con su eje geométrico.

La distancia entre ambos ejes se denomina excentricidad.

Cuando se sitúa una pieza rectilínea llamada vástago en contacto permanente con la excéntrica, el movimiento circular de ésta se convierte en movimiento alternativo del vástago.

Las más habituales son las denominadas excéntricas de cuadro. En ellas, la pieza excéntrica se mueve en el interior de un cuadro que lleva incorporado el vástago. De este modo se asegura un contacto constante.

Dependiendo del perfil de la pieza que gira, la naturaleza del movimiento transmitido será distinta.Destacan la excéntrica circular, la excéntrica triangular y la excéntrica de Trezel.

3. Mecanismos que transforman movimientos rectilíneos en movimientos de rotación:

-Biela-manivela

Permiten transformar un movimiento lineal alternativo del pie de biela en uno giratorio continuo en el eje al que está conectada la excéntrica o la manivela.

Este mecanismo es el punto de partida de los sistemas que aprovechan el movimiento giratorio de un eje o de un árbol para obtener movimientos lineales alternativos o angulares; pero también es imprescindible para lo contrario: producir giros a partir de movimientos lineales alternativos u oscilantes.

El mecanismo de biela-manivela se utiliza, por ejemplo, en motores de combustión interna para convertir los movimientos rectilíneos alternativos del pistón que actúa como eslabón impulsor en un movimiento de rotación continua en la manivela, eslabón seguidor.

Los puntos en los que el pistón invierte su sentido de movimiento se llaman puntos muertos, y en ellos la velocidad del pistón es nula. Estos puntos son dos, y en ambos la biela y la manivela se encuentran alineadas:

· Punto muerto inferior.· Punto muerto superior.Se denominan así porque, habitualmente, el pistón se mueve verticalmente y la manivela se encuentra por debajo del pistón.

Este mecanismo consta de dos piezas básicas articuladas entre sí y de las que recibe el nombre: la manivela y la biela.

• La manivela OB es una pieza que gira alrededor de un punto O y describe un movimiento circular.

• La biela AB es una pieza rígida acoplada a la manivela en el punto B. este extremo, denominado cabeza de la biela, sigue el mismo movimiento circular que la manivela, mientras el otro extremo A, denominado pie de biela, describe un movimiento alternativo o de vaivén. Las bielas constan de tres partesHabitualmente, la manivela actúa como elemento motriz y la biela, como elemento conducido.

De este modo podemos transformar movimientos circulares en movimientos alternativos.