Tema 11 Mecanismos

1-      Mecanismos

a)      Operadores mecánicos.

Son las piezas mecánicas básicas capaces de realizar una operación. Son elementos que transmiten o transforman la fuerza. Existen muchos tipos, como la palanca, el tornillo, la rueda, el eje, el plano inclinado, etc. Un ejemplo es el piñón de una bicicleta, que transmite a las ruedas la fuerza que desarrolla el ciclista.

b)      Mecanismos.

Son dispositivos que transforman un movimiento y una fuerza de entrada en un movimiento y una fuerza de salida. Un ejemplo sería el conjunto formado por el piñón, la cadena y el plato de la bicicleta. Se transforma el movimiento de las piernas en un movimiento circular en las ruedas.

c)       Máquinas.

Pueden ser simples o compuestas, y son la combinación de un conjunto de mecanismos ordenados para realizar una función o aplicación común.

2-      Funciones de los mecanismos.

a)      Mecanismos que acumulan energía.

Suelen fabricarse con materiales elásticos. Se deforman por la acción de fuerzas externas, acumulando energía, y vuelven a su posición original al cesar la fuerza externa. Ejemplo de ello son los muelles y los resortes.

b)      Mecanismos que reducen el esfuerzo.

Son la rueda, el tornillo, la cuña, el plano inclinado, etc.

c)       Mecanismos transmisores de fuerzas.

- Palanca: es una barra rígida que al girar sobre un punto de apoyo transforma una fuerza F (esfuerzo) en otra llamada R (resistencia).

Ley de la palanca:  F x d = R x r

Existen 3 tipos:

-1ª Generación: barra, pinzas.

-2ª Generación: carretilla, cascanueces.

-3ª Generación: caña de pescar.

-          Polea.

Es una rueda acanalada que gira alrededor de un eje. En su perfil lleva acoplada una cuerda o correa de transmisión.

Su función es cambiar la dirección de una fuerza.

Poleas móviles: reducen el esfuerzo a realizar.

   

-          Polipasto.

Es un conjunto de poleas móviles y fijas.

d)      Mecanismos transmisores de movimiento y fuerzas de tracción

En todos estos mecanismos existe un operador conductor que transmite el movimiento al operador conducido. En algunos casos es necesario un tercer elemento que puede ser una cadena o una correa. Para cuantificar el movimiento circular utilizamos la velocidad angular que representa el número de vueltas o revoluciones que dará una rueda en la unidad de tiempo

w (revoluciones por minuto) rpm

1- Comparación de la velocidad del operador conductor con el operador conducido.

Puede haber 3 casos:

w salida < w entrada reductor de velocidad.

w salida = w entrada transmisión lineal.

w salida > w entrada multiplicador de velocidad.

La relación entre la velocidad de salida y la velocidad de entrada se llama relación de transmisión. Representa el número de veces que la velocidad de salida es mayor que la velocidad de entrada

2-  Transmisión por poleas.

La correa pasa por los perímetros de las dos poleas y ambas tienen que hacer el mismo recorrido. La polea pequeña girará a mayor velocidad que la polea mayor.

3- Transmisión por engranajes

Es un mecanismo resultado de la combinación adecuada de ruedas dentadas o de otros operadores compatibles.

Tipos:

-          Ruedas dentadas.
-          Ruedas con transmisión por cadena.
-          Sistema piñón-cremallera.
-          Tornillo sinfín corona: es un mecanismo que utiliza como operador conductor un tornillo sinfín que se acopla a una rueda dentada, que es un cilindro con rosca de tornillo en su periferia.

4- Mecanismos transformadores del movimiento.

Tipos:

-          Sistema piñón-cremallera: es un mecanismo reversible que permite transformar el movimiento circular en rectilíneo y viceversa. Está compuesto por una rueda dentada y una barra recta dentada que puede deslizarse. Ejemplo: una puerta de garaje.
-          Sistema de biela-manivela: está formado por una rueda que tiene un eje acoplado y que se sitúa lejos del eje de giro del centro de dicha rueda. La biela enlaza la manivela y otra pieza que se desplaza linealmente a otro operador gracias a una guía. Ejemplo: la máquina de vapor.
-          Leva: es una rueda con una forma que sobresale de la circunferencia y que provoca un desplazamiento lineal a otro operador.
-          Rueda excéntrica.

5- Mecanismos reguladores del movimiento.

Tipos:
-          Trinquete: dispositivo que permite el giro en un sentido y lo impide en el contrario.
-          Frenos: su función es reducir la velocidad del sistema, provocando la fricción de la rueda sobre un sistema estático adecuado.