Mecanismos

Tecnología. Movimiento y fuerza: entrada y salida. Sistema de poleas. Levas. Engranajes. Rueda helicoidal. Manivela. Palancas

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MECANISMOS

Todas las máquinas se componen de mecanismos . Un mecanismo es un dispositivo que transforma un movimiento y una fuerza de entrada en otra de salida.

Movimiento y Movimiento

fuerza de Mecanismo y fuerza de

entrada. salida.

Hay dos tipos de movimientos; de movimiento Rotatorio a Rotatorio y

de movimiento rotatorio a rectilíneo (o viceversa), por ejemplo un sistema de poleas realiza el movimiento de rotatorio a rotatorio ya que al rotar una(motriz) traduce el movimiento a la otra(conducida) y hace que rote, y un ejemplo de movimiento rotatorio a rectilíneo es un sistema de cremallera y piñón ya que el piñón rota y la cremallera transforma su rotación en un movimiento rectilíneo.

Podemos encontrar distintos tipos de mecanismos como: Polea, Biela-Manivela, Leva, Engranajes, Tornillo sin fin y Rueda helicoidal, Cadena y piñones, Piñón-Cremallera, Manivela, Tornillo, Palancas, Mecanismos articulados.

A continuación expongo una breve explicación de cada uno de ellos:

SISTEMA DE POLEAS: Una polea es una rueda con una hendidura en la llanta.Tanto la polea como la rueda y el eje pueden considerarse máquinas simples que constituyen casos especiales de la palanca. Una polea fija no proporciona ninguna ventaja mecánica, es decir, ninguna ganancia en la transmisión de la fuerza: sólo cambia la dirección o el sentido de la fuerza aplicada a través de la cuerda.

·Relación de velocidades: la velocidad rotatoria del eje secundario depende de la relación de velocidades del sistema de poleas, y de la velocidad a la que gira el eje motor; y su formula es:

Circunferencia de polea motriz / circunferencia de polea conducida.

Explicación de la relación de velocidades: Cuando se utiliza una polea pequeña para accionar una polea grande, la polea grande gira mas despacio que la polea pequeña.

·Velocidades de ejes rotatorios: Una vez que se conoce la relación de velocidades, se puede calcular la velocidad de rotación de un eje determinado;y su formula es:

RPM del eje motriz x diámetro de la polea motriz / diámetro de la polea conducida.

MECANISMO DE BIELA-MANIVELA: Es un mecanismo que transforma el movimiento rotatorio en movimiento lineal.

Cuando la manivela gira la biela retrocede y avanza, este es un movimiento alternativo.

La distancia que se ha desplazado la biela depende de la longitud de la manivela. La biela se desplaza el doble de la longitud de la manivela.

LEVAS: Este mecanismo también transforma el movimiento rotatorio en lineal.

Una leva es un trozo de metal con una forma especial que se sujeta en un eje.

Un rodillo de leva es un mecanismo diseñado para subir y bajar mientras sigue la forma o perfil de la leva. Se puede mantener firmemente por medio de la gravedad o por medio de la accion de un muelle.

El perfil de una leva determina la distancia recorrida por su rodillo.

ENGRANAJES: Rueda o cilindro dentado empleado para transmitir un movimiento giratorio o alternativo desde una parte de una máquina a otra. Un conjunto de dos o más engranajes que transmite el movimiento de un eje a otro se denomina tren de engranajes. Los engranajes se utilizan sobre todo para transmitir movimiento giratorio, pero usando engranajes apropiados y piezas dentadas planas pueden transformar movimiento alternativo en giratorio y viceversa.

El engranaje más sencillo es el engranaje recto, una rueda con dientes paralelos al eje tallados en su perímetro. Los engranajes rectos transmiten movimiento giratorio entre dos ejes paralelos. En un engranaje sencillo, el eje impulsado gira en sentido opuesto al eje impulsor. Si se desea que ambos ejes giren en el mismo sentido se introduce una rueda dentada denominada 'rueda loca' entre el engranaje impulsor o motor y el impulsado. La rueda loca gira en sentido opuesto al eje impulsor, por lo que mueve al engranaje impulsado en el mismo sentido que éste.

Calculo de la relación de transmisión de un tren de engranajes simple:

Numero de dientes del engranaje motriz / numero de dientes de el engranaje arrastrado

TORNILLO SIN FIN Y RUEDA HELICOIDAL: El tornillo sin fin de la rueda helicoidal transmite el movimiento entre ejes que están en ángulos rectos.

Un engranaje helicoidal tiene solo un diente con forma de hilo de rosca.

Cuando el tornillo sin fin da una vuelta completa, solo gira un diente de la rueda helicoidal, osea, para hacer que la rueda helicoidal de una vuelta completa, el tornillo sin fin tiene que girar el numero de veces que dientes tiene la rueda helicoidal.

Calculo de la relación de transmisión:

Numero de dientes del tornillo sin fin / numero de dientes de la rueda helicoidal.

SISTEMA DE CADENA Y PIÑONES: Un sistema de cadena y piñones es un mecanismo muy fuerte.

Un piñón es una rueda dentada y una cadena es una longitud de eslabones articulados. Transforma un movimiento rotatorio en un movimiento de torsión

Calculo de la relación de velocidades cadena y piñón:

Numero de dientes de piñón motriz / numero de dientes de piñón arrastrado.

PIÑÓN Y CREMALLERA: Una cremallera es un engranaje plano cuyos dientes se engranan con los dientes del piñón.

Si el piñón gira alrededor de un punto fijo, la cremallera se moverá en línea recta.

MANIVELA: Una manivela es un dispositivo por medio del cual el movimiento rotatorio y el momento de torsión se pueden aplicar a un eje.

Cuando se incorporan varias manivelas a un eje , éste se denomina cigüeñal.

MECANISMO DE TORNILLO: El mecanismo de tornillo transforma el movimiento rotatorio en movimiento lineal.

Un tornillo es un surco helicoidal tallado en la superficie de una barra redonda.

Cuando esta roscado en una tuerca el movimiento rotatorio del tornillo produce movimiento rectilíneo en la rosca.

El movimiento rectilíneo producido por el giro del tornillo esta determinado por la separación de la rosca.

PALANCAS: Una palanca simple es una barra rígida que gira sobre un eje en un punto que se denomina fulcro.

Un destornillador actúa como una palanca cuando se usa para abrir un bote de pintura . La fuerza de entrada se denomina esfuerzo, y la de salida se denomina carga.

Calculo de la relación de velocidades:

Distancia recorrida por el esfuerzo / distancia recorrida por la carga.

Calculo del rendimiento mecánico:

Carga/ esfuerzo.

Cuando la fuerza del esfuerzo se aplica a una palanca , la palanca gira alrededor del fulcro. El efecto de rotación producido se denomina momento.

Calculo del momento:

Fuerza x Distancia.

-TIPOS DE PALANCAS: Hay tres tipos o clases diferentes de palancas:

·Palanca de clase 1; Este tipo de palanca tiene el fulcro mas cerca de la carga para mejor rendimiento mecánico.

E C

Fulcro

·Palanca de clase 2; Este tipo de palanca tiene mas cerca la carga al fulcro para mejor rendimiento mecánico.

E

Fulcro

C

·Palanca de clase 3; A diferencia de las palancas de clases 1 y 2, una palanca de clase 3 tiene una desventaja mecánica. La fuerza de entrada es mayor que la fuerza producida en la carga. Sin embargo, la distancia recorrida por la carga es mayor que la distancia recorrida por el esfuerzo.

E

C Fulcro

MECANISMOS ARTICULADOS: Muchas maquinas y artefactos utilizan mecanismos articulados para hacerlas funcionar.

Un mecanismo articulado es un ensamblaje de palancas diseñadas para trasmitir movimiento y fuerza.