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TEMA MECANISMOS
MECANISMOS. Son elementos destinados a trasmitir y transformar fuerzas y movimientos desde un elemento motriz (motor) a un elemento receptor. Permiten al ser humano realizar determinados trabajos con mayor comodidad y menor esfuerzo.
Clasificación de los mecanismos.
DE TRASMISIÓN LINEAL
Palanca. 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
Ejemplos: balancín, tenazas
Ejemplos: cascanueces,
Ejemplos: caña de pesca,
o pinza de ropa
abrebotellas o carretillo
de mano
pinzas de hielo o escoba
Video palancas:
https://youtu.be/ujb-4O117P8
1. ¿Cuántos tipos de palancas conoces? Pon al menos dos ejemplos de cada tipo.
Polea fija. Se encuentra en equilibrio cuando la fuerza aplicada, F, es igual a la resistencia, R, que representa la carga, cuando: F = R
Permite elevar y bajar cargas con facilidad. Se
utiliza en pozos, aparatos de musculación ….
Polea móvil. Consta de dos poleas, una fija y otra se desplaza linealmente.
Se encuentra en equilibrio cuando:
F = R / 2
Permite elevar cargas con
menos esfuerzo.
Polipasto. Consta de un número par de poleas, la mitad de las cuales son fijas, y la otra mitad móviles.
Se encuentra en equilibrio cuando:
F = R / 2n
n es el nº de poleas móviles.
Se emplean en ascensores, montacargas,
grúas…..
Video poleas:
https://youtu.be/xT9FUbTQlUQ
DE TRANSMISIÓN CIRCULAR
Ruedas de fricción. Son sistemas de
dos o más ruedas que se encuentran en
contacto. Una de las ruedas (1) se denomina
motriz o de entrada, pues al moverse provoca
el movimiento de la rueda de salida (2), que
es arrastrada o conducida por la primera.
La relación entre velocidades de giro y diámetro depende de la ecuación:
N1 . D1 = N2 . D2 Donde N1 y N2 son las velocidades de las ruedas conductora y
conducida, se expresan en revoluciones por minuto (rpm). D1 y D2 los diámetros
que se expresan en milímetros normalmente. Al cociente D1 / D2 se le llama relación de transmisión.
Poleas con correa. Son dos poleas
separadas cierta distancia de ejes paralelos y
que giran a la vez por efecto de una correa. La
relación es la misma que en el caso anterior:
N1 . D1 = N2 . D2
Engranajes o ruedas dentadas
La relación entre velocidades de giro y el número de dientes se expresa por:
N1 . Z1 = N2 . Z2 Siendo N1 y N2 las velocidades en rpm y Z1 y Z2 el nº de
dientes. El cociente Z1 / Z2 se denomina relación de transmisión. Las dos ruedas y sus ejes giran en sentido contrario.
Tornillo sin fin.
Este mecanismo consigue una gran reducción de
la velocidad, la relación es:
N tornillo
. 1 = N rueda
. Z rueda
Z rueda
= N tornillo / Z rueda
Sistema de engranajes con cadena.
El sistema cuenta con dos ruedas
dentadas de ejes paralelos, situadas a
cierta distancia, que giran al estar
engranadas por una cadena metálica
o correa de neopreno. La relación es:
N1 . Z1 = N2 . Z2
Variación de la velocidad.
Cuanto mayor es la velocidad, menor será la velocidad trasmitida al
elemento receptor, y viceversa.
Tren de poleas con correa
Se trata de un sistema formado por más
de dos ruedas. El movimiento del eje 1
se trasmite al eje 2 a través de las poleas
1 y 2. Las poleas 2 y 3 copladas al
mismo eje giran con igual velocidad.
Por último la polea 3 trasmite a la polea
4 el movimiento.
La relación entre las velocidades de las ruedas motriz (1) y conducida (4)
puede expresarse por:
Los tipos de correas pueden ser plana, redonda o trapecial.
Tren de engranajes
Es un sistema formado por más de
dos engranajes.
La relación entre las velocidades de
las ruedas motriz (1) y conducida (4)
depende de la ecuación:
MECANISMOS DE TRANSFORMACIÓN
DEL MOVIMIENTO CIRCULAR EN
RECTILÍNEO Sistema piñón-cremallera
Cuando la rueda dentada gira, la cremallera
se desplaza con movimiento rectilíneo.
El mecanismo permite transformar el
movimiento rectilíneo de la cremallera en un
movimiento circular del piñón. Es por tanto un
mecanismo reversible.
L es la velocidad de avance de la cremallera; P, el paso o distancia entre dos
dientes consecutivos, en milímetros; Z, el número de dientes del piñón, y N,
el número de vueltas por minuto que realiza éste. Por tanto, el avance de la
cremallera se expresa en milímetros por minuto.
Sistema tornillo-tuerca
Si el tornillo gira y se mantiene fija la orientación
de la tuerca, ésta avanza con movimiento
rectilíneo por el eje roscado; y viceversa.
Conjunto manivela-torno
La manivela es una barra unida al eje al que hace
girar. La fuerza necesaria para que gire el eje es
menor que la que habría que aplicarle directamente.
El mecanismo en que se basa éste dispositivo es el
torno, que consta de un tambor que gira alrededor
de su eje con el fin de arrastrar un objeto.
Se cumple esta ecuación: F . d = R . r
F = R . r / d
Si la relación entre r y d es pequeña
el torno permite levantar pesos con
poco esfuerzo.
MECANISMOS DE TRANSFORMACIÓN
DEL MOVIMIENTO CIRCULAR EN
RECTILÍNEO ALTERNATIVO
Conjunto biela-manivela
Al girar la rueda, la manivela trasmite el movimiento circular a al biela,
que experimenta un movimiento de vaivén.
Este mecanismo también funciona a la inversa, es decir transforma un movimiento
rectilíneo alternativo o de vaivén en un movimiento de rotación.
Cigüeñal
Si se colocan una serie de bielas en un mismo eje acodado, cada uno de los
codos del eje hace las veces de manivela, y el conjunto se denomina cigüeñal.
El cigüeñal transforma el movimiento de rotación de un eje en los movimientos
alternativos desacompasados de las diferentes bielas. También puede convertir
el movimiento de vaivén de las bielas en un movimiento de rotación del eje.
Este mecanismo se emplea en los motores de combustión.
OTROS MECANISMOS
Mecanismos para dirigir el movimiento
El trinquete permite el giro en un sentido y lo impide
en el contrario.
Mecanismos para regular el movimiento
Reducen la velocidad
del movimiento.
Frenos de disco.
Frenos de cinta.
Frenos de tambor.
