MECANISMOSLos mecanismos son elementos destinados a transmitir y transformar fuerzas y movimientos desde un elemento motriz (motor) a un elemento receptor. Permiten a ser humano realizar determinados trabajos con mayor comodidad y menor esfuerzo.

MECANISMOS

Transmisión de movimiento

Lineal Circular

Palanca

Polea

Polipasto

Ruedas de fricción

Transmisión por correa

Transmisión por cadena

Engranajes

Tornillo sin-fin y corona

1.-CLASIFICACIÓN DE LOS MECANISMOS

MECANISMOS

Transformación de movimiento

Circular-lineal Circular-lineal alternativo

Rueda

Piñón-cremallera

Tornillo-tuerca

Excéntrica

Leva

Biela-manivela

CigüeñalManivela-torno

MECANISMOS

Control del movimiento

Sentido Velocidad

Trinquete Frenos

Mecanismos de absorción de energía

Mecanismos de acoplamiento

Cojinetes y rodamientos

Los mecanismos de transmisión lineal son aquellos en los que el movimiento de entrada y salida es lineal. Su aplicación fundamental es la transmisión de fuerzas.

2.-Mecanismos de transmisión lineal

Palanca

Polipasto

Polea

2.1- Palancas

Una palanca es simplemente una barra que oscila sobre un punto de apoyo llamado fulcro.

Si se aplica una fuerza en un extremo con la intención de levantar otra fuerza situada en el otro extremo, a la fuerza aplicada se le llama potencia y a la fuerza levantada resistencia.

ResistenciaPotencia

Fulcro

Se encuentra en equilibrio cuando el producto de la fuerza, F, por su distancia, d, al punto de apoyo es igual a la resistencia, R, por su distancia, r, al punto de apoyo.

Matemáticamente se expresa así: F . d = R . r

Las fuerzas se expresan en newtons y las distancias en centímetros.

F

R

Ejemplos: balancín, tenazas o pinza de ropa.

Ejemplos: carretilla, cascanueces, abrebotellas.

Ejemplos: pinzas, caña de pescar, pinzas de hielo o escoba.

Tipos de palancas

2.2- Poleas y polipastos

Una polea es una rueda ranurada que gira alrededor de un eje que se halla sujeto a una superficie fija.

F = R/2

Una polipasto es un conjunto de poleas fijas y móviles que obligan a la cuerda a hacer un recorrido complejo entre ellas.

Cuanto mayor es el número de poleas, menor es la fuerza que debemos hacer para subir el peso.

Polipasto horizontalPolipasto vertical

F = R/2 . n

3.-Mecanismos de transmisión circularLos mecanismos de transmisión circular tienen dos finalidades: llevar el giro a un punto distante del lugar en que se produce la fuerza motriz, y cambiar la velocidad final de giro del sistema.

Transmisión por poleas y correa

Engranajes o ruedas dentadas

Ruedas de fricción

Tornillo sin-fin y rueda

Transmisión por piñones y cadena

3.1- Ruedas de fricción Son ruedas que se encuentran en

contacto y que giran en torno a su eje

Giran en sentido contrario

Pueden patinar una sobre la otra

La rueda loca hace

cambiar el

sentido de giro

Si La rueda conducida es de menor diámetro que la rueda conductora aumenta la velocidad:

sistema MULTIPLICADOR

Ruedas de fricción: TRANSMISIÓN DE VELOCIDAD

N2/N1 = D1/D2

Relación de transmisión

Ruedas de fricción: TRANSMISIÓN DE VELOCIDAD

Si La rueda conducida es de mismo diámetro que la rueda conductora se mantiene la velocidad:

sistema MISMA VELOCIDAD

N2/N1 = D1/D2

Relación de transmisión

Ruedas de fricción: TRANSMISIÓN DE VELOCIDAD

Si La rueda conducida es de mayor diámetro que la rueda conductora aumenta la velocidad:

sistema REDUCTOR

N2/N1 = D1/D2

Relación de transmisión

Sistema compuesto por una correa que

transmite el movimiento entre

dos poleas alejada una de otra

Giran en el mismo sentidoPuede patinar una sobre la otra

3.2- Poleas y correa

Polea-correa: TRANSMISIÓN DE VELOCIDAD

Sistema multiplicador

Sistema constante

Sistema reductor

N2/N1 = D1/D2

Relación de transmisión

Polea-correa: SENTIDO DE GIRO

1.

2.

3.

N2

Polea-correa: TREN DE POLEAS

La relación de transmisión entre la primera y la última rueda es:

N4/N1 = D1 . D3/D2 . D4

3.3- Piñones y cadena

Z = nº de dientesN = nº de rpm (revoluciones por minuto)

Giran en el mismo sentido

Nunca patinan una sobre la otra

Es un mecanismo compuesto de una cadena y de ruedas

dentadas

Zc Zm

Relación de transmisiónN2/N1 = Z1/Z2

3.4- Engranajes o ruedas dentadas

Son ruedas dentadas cuyos

dientes engranan (sus dientes son

iguales)

Giran en sentido contrario

Nunca patinan una sobre la otra

Sistema multiplicadorSistema constante

Sistema reductor

Rueda conductora ómotriz

Rueda conducida

Z1 = 12 Z2 = 16

Z = nº de dientesN = nº de rpm (revoluciones por minuto)

Relación de transmisión

N2/N1 = Z1/Z2

Engranajes:

Cambio del sentido de giro

Engranajes: TREN DE ENGRANAJES

La relación de transmisión entre la primera y la última rueda es:

N4/N1 = Z1 . Z3/Z2 . Z4

3.5- Tornillo sin-fin y corona

El sistema no funciona a la inversa: el tornillo se bloquea. SEGURIDAD

Cada vuelta de tornillo la rueda dentada avanza un diente.La rueda dentada da una vuelta cuando el tornillo gira tantas veces como dientes tiene la rueda

Los ejes son perpendiculares

entre sí

N2/N1 = Z1/Z2

Relación de transmisión

4.-Mecanismos de transformación de movimientoSon mecanismos capaces de transformar el giro en desplazamiento, de modo que, partiendo del movimiento circular de un elemento, se obtiene un avance rectilíneo.

La mayoría de estos mecanismos son reversibles, es decir, capaces de transformar giro en desplazamiento y desplazamiento en giro.

El desplazamiento implicado en esta transformación puede ser continuo o alternativo (movimiento de vaivén).

4.1- Transformación circular en lineal

RUEDALa rueda es el mecanismo básico de la bicicleta. Con ella se facilita el desplazamiento al reducirse la superficie de contacto con el suelo y disminuir el rozamiento. A su vez, el rozamiento es necesario para que la rueda avance.

PIÑÓN-CREMALLERA

Cuando el piñón gira, la barra dentada o cremallera se desplaza, y al contrario.

Aplicaciones: puertas correderas, cintas transportadoras...

VA = p . Z . N/60VA: velocidad de avance de la cremallerap: el paso en metrosZ: nº de dientes del piñón

N: nº rpm del piñónm/s

rpm

TORNILLO-TUERCA

Este sistema consta de un tornillo o eje roscado y de una tuerca que encaja en él. Transforma el giro de uno de los dos elementos en desplazamiento.

Aplicaciones: elemento de unión, gato coche, grifos...

MANIVELA-TORNO

El conjunto manivela-torno es un caso especial de palanca con aumento de fuerza, además, transformamos un movimiento circular de la manivela en un avance lineal de la carga, que se va enrollando en el torno.

F . BF = R . BR

Aplicaciones: enrollar toldos, grúas, máquinas elevación de cargas, puentes levadizos, torno de recogida de anclas...

4.2- Transformación circular en lineal con movimiento alternativoEXCÉNTRICA

La excéntrica consiste en una rueda cuyo eje de giro no coincide con el centro de la circunferencia.

Aplicaciones: máquinas de coser, cajas de música...

LEVA

La leva es, básicamente, una rueda con un saliente que empuja un seguidor a su paso.Aplicaciones: juguetes, martillos automáticos, en motores de combustión para regular de forma automática la apertura y cierre de las válvulas para permitir la entrada y salida de combustible y gases.

BIELA-MANIVELA

El conjunto biela-manivela está formado por una manivela y una barra denominada biela. Esta se encuentra articulada por un extremo con dicha manivela, y por el otro, con un elemento que describo un movimiento alternativo.

Aplicaciones: máquinas de vapor, motores de combustión interna, máquinas-herramientas…

CIGÜEÑAL

Un cigüeñal es un conjunto de bielas colocadas en un mismo eje acodado. Cada uno de los codos del eje hace las veces de manivela.

Aplicaciones: en motores de combustión.

El cigüeñal transforma el movimiento de rotación de un eje en los movimientos alternativos descompensados de las bielas.

5.-Mecanismos de control de movimiento

5.1- Control del sentido de giroTRINQUETEAplicaciones: relojería, como elemento tensor de cables o seguridad en máquinas elevadora…

FRENOS

5.2- Control del velocidad de giro

Los frenos regulan el movimiento disminuyendo la velocidad.

Freno de disco Freno de cinta Freno de tambor

Zapata

Tambor

6.-Mecanismos de absorción de energía

6.1- Acumulación: muellesLos muelles son dispositivos que, gracias a la elasticidad de los materiales con los que están elaborados, absorben energía cuando son sometidos a cierta presión. Esta energía puede ser liberada después de forma controlada.

Según el tipo de fuerza externa que se aplique, los muelles trabajan de diferentes formas:A compresión: el muelle se aplasta, como el de un sofá.A tracción: se estira, como el de un somier metálico.A torsión: se retuerce, como el de las pinzas de tender.

6.2- Disipación: sistemas de suspensiónLos amortiguadores están formados por muelles helicoidales de acero, y las ballestas, por láminas de acero de gran elasticidad, apiladas de mayor a menor longitud y unidas por el centro.

Aplicaciones: Suspensión de los vehículos. Ambos sistemas absorben la energía de los impactos debidos a las irregularidades de la vía y la disipan poco a poco, para que no los notemos.

Amortiguador Ballesta

7.-Mecanismos de acoplamientoEMBRAGUESLos embragues permiten el acoplamiento y desacoplamiento entre ejes.

Embrague de fricción

Embrague de dientes

ACOPLAMIENTOS MÓVILES

Transmite el giro entre ejes paralelos no continuos, absorbiendo las desviaciones que pudiera haber entre ellos. También permite cambiar el diámetro del eje a unir.

Transmite el movimiento entre ejes que forman un ángulo entre sí. Se emplea en la transmisión de automóviles, camiones…

Junta CardanJunta Oldham

ACOPLAMIENTOS FIJOS O BRIDAS

Los acoplamiento fijos o bridas son elementos que se emplean para unir ejes o árboles de transmisión enlazados de forma permanente. Los ejes han de estar perfectamente alineados y han de ser resistentes. El diámetro de los ejes puede variar.

8.-Cojinetes y rodamientosLa pieza en la que se apoya el eje para girar en un mecanismo se denomina cojinete. Otra de sus funciones es mantener el eje en su lugar impidiendo que se desplace.

Cojinetes antifricción ó rodamientos de cilindros y de bolas.

Cojinete de fricción.