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Mecanismos

Los mecanismos son elementos destinados a transmitir y transformar fuerzas y movimientos desde un elemento motriz a un elemento receptor. Permiten al ser humano realizar determinados trabajos con mayor comodidad y menos esfuerzo. La rampa es el más simple.

2.Mecanismos de transmisión lineal

a)Palanca: es una barra rígida que gira en torno a un punto de apoyo o articulación. Se encuentra en equilibrio cuando el producto de la fuerza por su distancia al punto de apoyo es igual al producto de la resistencia por su distancia al punto de apoyo. Es la ley de la palanca: F·d= F·r. Tipos de palancas:

Primer grado: Punto de apoyo entre la fuerza aplicada y la resistencia. El efecto de la fuerza puede verse aumentado o disminuido. Un balancín.

Segundo grado: La resistencia esta entre el punto de apoyo y la fuerza aplicada. El efecto de la fuerza se ve aumentado. La carretilla de mano.

Tercer grado: La fuerza aplicada esta entre el punto de apoyo y la resistencia. El efecto de la fuerza se ve disminuido. Las pinzas de depilarse.

b)Polea fija: es una rueda ranurada que gira alrededor de un eje que se halla sujeto a una superficie fija. Se encuentra en equilibrio cuando la fuerza aplicada es igual a la resistencia que presenta la carga: F=R. Se utiliza en pozos.

c)Polea móvil: es un conjunto de dos poleas, una de las cuales se encuentra fija, mientras que la otra puede desplazarse linealmente. Se encuentra en equilibrio cuando se cumple la siguiente igualdad: F= R partido de 2.

d)Polipasto: tipo especial de montaje constituido por dos grupos de poleas fijas y móviles. Se utilizan en ascensores.

3.Mecanismos de transmisión circular

a)Ruedas de fricción: sistemas de dos o más ruedas que se encuentran en contacto. La relación entre las velocidades de giro de las ruedas o poleas depende del tamaño relativo de dichas ruedas y se expresa mediante:

N · D = N · D    >                       . Se emplean para fabricar y arrastrar chapas metálicas.

b)Sistema de poleas con correa: dos poleas o ruedas situadas a cierta distancia, cuyos ejes suelen ser paralelos, que giran simultáneamente por efecto de una correa. El giro de un eje se transmite al otro, por tanto, los dos ejes giran en el mismo sentido. Se emplean en máquinas industriales.

c)Engranajes o ruedas dentadas: juegos de ruedas que poseen unos salientes denominados dientes, que encajan entre sí, de modo que unas ruedas arrastran a las otras. Tipos de engranajes:

Cilíndrico dientes rectos: transmiten en la misma dirección.

Cilíndrico dientes helicoidales: cambia la dirección del movimiento.

Cónico: cambia la dirección a un sentido perpendicular.

La relación entre las velocidades de giro de las ruedas depende del número de dientes de cada una y se expresa: N · Z = N · Z          >                         . Se emplean en automoción.

d)Tornillo sin fin: es un tornillo que mueve una rueda dentada helicoidal engranada perpendicularmente a él, nunca al revés. La velocidad de la rueda es igual a la velocidad del tornillo multiplicada por el número de entradas del mismo y dividida por el número de dientes de la rueda:

Se emplea en las clavijas de la guitarra.

E)

Sistema de engranajes con cadena

Consiste en dos ruedas dentadas de ejes paralelos, situadas a cierta distancia entre si, que giran simultáneamente por efecto de una cadena metálica o correa dentada de neopreno engranada a ambas. La relación entre las velocidades de giro de las ruedas depende del número de dientes de cada una de ellas:

Se emplea en bicicletas.

f)Variación de la velocidad: los mecanismos de transmisión circular permiten variar la velocidad de dichos movimientos.Sistema de ruedas o poleas:

ØSistema multiplicador: se multiplica la velocidad. Transforma la velocidad de entrada en una velocidad de salida mayor.

ØSistema constante: se mantiene constante la velocidad. La velocidad de entrada y la de salida son iguales.

ØSistema reductor: se reduce la velocidad. Transforma la velocidad de entrada en una velocidad de salida menor.

Sistema de engranajes con o sin cadena:

ØSistema multiplicador: la velocidad se multiplica.

ØSistema constante: la velocidad se mantiene constante.

ØSistema reductor: la velocidad se reduce.

g)Tren e poleas con correa:
sistema de poleas con correa formado por más de dos ruedas. La relacione entre las velocidades de giro de las ruedas motriz y conducida depende del tamaño relativo de las ruedas del sistema y puede expresarse fácilmente en función de sus diámetros:

Se emplea en taladradoras.

h)Tren de engranajes: sistema formado por más de dos engranajes. La relación entre las velocidades de giro de las ruedas motriz y conducida depende del número de dientes de los engranajes del sistema y se expresa mediante la siguiente ecuación:                                  . Se emplea en robótica.

4.Mecanismos de transformación del movimiento

A)De circular a rectilíneo hay tres tipos:

ØSistema piñón-cremallera: es un piñón o rueda dentada con dientes rectos, engarzado a una cremallera, es decir, una correa o barra dentada. La relación entre el número de vueltas del piñón y la velocidad de avance de la cremallera se expresa mediante la siguiente ecuación: L = P·Z·N. Se emplea en sacacorchos.

ØSistema tornillo-tuerca: consta de un tornillo o varilla roscada y de una tuerca cuyo diámetro interior coincide con el diámetro del tornillo. Se emplea en grifos.

ØConjunto manivela-torno: una manivela es una barra que está unida a un eje al que hace girar. El mecanismo que se basa en este dispositivo es el torno, que consta de un tambor que gira alrededor de su eje a fin de arrastrar un objeto. Un torno se halla en equilibrio cuando cumple esta ecuación:                                    o bien                                . Se emplea en grúas.

B)De circular a rectilíneo alternativo hay cuatro tipos:

ØBiela-manivela: está formado por una manivela y una barra llamada biela. Se emplea en motores de combustión interna.

ØCigüeñal: conjunto de bielas colocadas en un mismo eje acodado. Se emplea en máquinas de coser.

ØLeva: es una rueda con un saliente que empuja un seguidor a su paso. Se emplea en el cierre de las válvulas que permiten la entrada y salida de combustible y gases.

ØExcéntrica: consiste en una rueda cuyo eje de giro no coincide con el centro de la circunferencia. Se denomina excentricidad la distancia entre el centro de la circunferencia y el eje de giro de la excéntrica. Se emplea en limpiaparabrisas de los coches.

2.Mecanismos para dirigir y regular el movimiento

El ejemplo más característico de mecanismos para dirigir es el trinquete, dispositivo que permite el giro en un sentido y lo impide en el contrario. Se emplea en relojería.

Los mecanismos para regular el movimiento reducen la velocidad del movimiento. Los más utilizados son los frenos. Tres tipos:

ØFreno de disco: consta de unas pastillas y un disco acoplado al elemento que se desea frenar.

ØFreno de cinta: consta de una cinta metálica o fleje que presiona un tambor acoplado al eje que se desea frenar.

ØFreno de tambor: la reducción de velocidad se consigue cuando una o dos zapatas entran en contacto con un tambor de frenada.