TEMA 3. MECANISMOS: las máquinas están formadas por mecanismos. Algunas son tan simples como una palanca pero otras son tan sofisticadas como una impresora 3D. Todas aquellas tienen en común: que están formadas por uno o varios mecanismos que permiten transmitir y transformar los movimientos o, simplemente, hacerlos más cómodamente. MÁQUINAS Y MECANISMOS.La función de las máquinas es reducir el esfuerzo que necesitamos para producir un trabajo. —Llamamos máquina al conjunto de piezas o elementos que, actuando juntos, nos permiten aprovechar la energía para realizar un trabajo y obtener un beneficio.- Unas simples tijeras son una máquina, ya que aprovechan la energía desarrollada por nuestras manos y la transforman, produciendo el corte.

-EN TODAS LAS MÁQUINAS EXISTEN 3 COMPONENTES:•Elemento motor:
Es el encargado de aportad energía inicial a la máquina ( fuerza muscular, en el caso de las tijeras). •Elemento receptor o conducido: Recibe la fuerza generada en la máquina ( ej tijeras, es la hoja de papel o troZo tela). • Elemento transmisor y/o transformador del movimiento:
Se encarga de transmitir y/o transformar el movimiento desde el elemento motor hasta el receptor ( ej tijeras: las 2 barras que forman las tijeras). -LOS DISPOSITIVOS encargados de la transmisión y/o transformación del movimiento se denominan mecanismos.

TIPOS DE MOVIMIENTOS que los mecanismos pueden producir: •MOVIMIENTO LINEAL: El cuerpo que se desplaza sigue una trayectoria recta. Ej:pestillo para cerrar una puerta.

•MOVIMIENTO CIRCULAR:El cuerpo que se desplaza lo hace describlendo circunferencias.Ejemplo: una noria al girar. •

•MOVIMIENTO ALTERNATIVO:El cuerpo que se desplaza lo hace hacia delante y.  hacia atrá sa lo largo de una recta.  Ejemplo: La aguja que sube y baja en un amáquina de coser.
•MOVIMIENTO OSCILANTE:El cuerpo que se desplaza lo hace hacia delante y hacia atrás siguiendo una trayectoria curva.  Ejemplo: el péndulo de un reloj. Atendiendo a la FUNCIÓN QUE REALIZAN LOS MECANISMOS, podemos agruparlos en: 1.MECANISMOS QUE TRANSMITEN EL MOVIMIENTO. •Reciben la energía del elemento motor y simplemente la trasladan al elemento receptor.•Esto ocurre, por ejemplo, con los mecanismos de una bicicleta, que transmiten el movimiento generado en los pedales (circular) hasta las ruedas, con lo que hacen que estas giren. • Los mecanismos de transmisión de movimiento se clasifican en: {Mecanismos de transmisión lineal}. Se consideraquin simples.  Entre ellas se incluyen las palancas y las poleas Mecanismos de transmisión circular Se incluyen aquí las ruedas de fricción, los sistemas de poleas y correa, los engranajes, los sistemas de piñón y cadena y los sistema de tornillo sin fin y corona. OTRO GRUPO: 1MECANISMOS QUE TRANSFORMAN EL MOVIMIENTO:Reciben el movimiento del elemento motor y lo transforman en uno más adecuado a las características del receptor.  Esto ocurre, por ejemplo, con los mecanismos de una puerta del garaje: en ella, el movimiento circular producido en el motor se transforma en movimiento lineal en el avance y retroceso de la puerta.  Forman parte de este grupo de mecanismos. El sistema de tornillo y tuerca, el de pinón y cremallera, el de biela y manivela y las levas

2.MÁQUINAS SIMPLES: MECANISMOS DE TRANSMISIÓN LINEAL. -LA PALANCA:son barras rígidas que pueden girar sobre un punto de apoyo denominado fulcro. Permite levantar pesos aplicando una fuerza en un punto de la barra.La fuerza aplicada se denomina potencia, mientras que el peso a levantar o la resistencia a vencer se denomina resistencia.  La ley de la palanca, que relaciones las fuerzas de una palanca en equilibrio, se expresa del siguiente modo: P x b= R x a Cuanto mayor sea la distancia entre la fuerza aplicada y el punto de apoyo, menor será el esfuerzo a realizar. EN FUNCIÓN DE DONDE SE ENCUENTRAN SOBRE LA PALANCA LA FUERZA APLICADA, el fulcro y la resistencia, las palancas se clasifican en 3 grupos: PALANCAS DE PRIMER GRADO. El punto de apoyo se encuentra entre el peso o resistencia a vencer y el punto en el que se aplica la fuerza. Ej: pata de cabra, alicates… PALANCAS DE SEGUNDO GRADO: El punto de apoyo se encuentra en un extremo de la palanca, y la potencia, en el otro. La resistencia a vencer queda entre ambos. Ej: cascanueces,carretilla… PALANCAS DE TERCER GRADO: la potencia se encuentra situada entre el punto de apoyo y la resistencia. Ej: pinzas de cocina, guitagrapas… LA POLEA: Se utilizan para elevar cargas pesadas. Son ruedas que tienen una acanaladura en su borde. Las poleas pueden ser fijas o móviles.Poleas fijas El eje de giro de la polea se encuentra fijo sujeto a un Soporte que lo mantiene en móvil.  

POLEAS FIJAS. El eje de giro de la polea se encuentra fijo sujeto a un Soporte que lo mantiene en móvil.  Las poleas fjas no nos ahorran el esfuerzo necesario para elevar los pesos, pero nos permiten hacerlo con más comodidad.  Esto es debido a que, para levantar un peso sin la ayuda de una polea, haríamos el esfuerzo hacia arriba, mitenras que, con una polea, el esfuerzo necesario para levantar el peso lo ejercemos hacia abajo. Ejemplos: peleas para subir un pozo , aparatos de Tmusculación de gimnasios. POLEAS MÓVILES: se conocen como polipasto a un sistema formado por un conjunto de poleas móviles y fijas. En el caso de los polipastos, la fuerza necesaria para elevar la carga se reduce de forma proporcional al número de poleas móviles que tenga el sistema. Ej: ascensores, montacargas… 3.MECANISMOS DE TRANSMISIÓN CIRCULAR: estos trasladan estos movimientos desde el eje del motor hasta el eje receptor.

•RUEDAS DE FRICCIÓN: Consiste en dos ruedas, situadas una junto a la otra.  La transmisión del movimiento entre las ruedas (conductora y conducida) se produce por fricción entre ambas. La relación de transmisión (i) es la relación que se establece entre el tamano de las ruedas y su velocidad de giro: i= w1/w2= d2/d1. Características Y APLICACIONES DE LAS RUEDAS DE FRICCIÓN: •La rueda conducida gira siempre en sentido contrario a la rueda conductora. •No permiten transmitir grandes potencias, ya que pueden patinar. •Se desgastan tras un uso prolongado, porque la transmisión se realiza por fricción. •Se suelen utilizar en norias, tocadiscos, equipos electrónicos…

SISTEMA DE POLEAS Y CORREAS: Este sistema está formado por dos poleas unidas por una correa que pasa por las acanaladuras de ambas Cuando hacemos girar una de las dos poleas, la correa transmite el movimiento y hace que la otra rueda gire. En este mecanismo la relación de transmisión se establece como: i=w1/w2=d2/d1. CarácterÍSTICAS Y APLICACIONES •posibilita la transmisión del movimiento circular entre ejes alejados. • su funcionamiento es silencioso. • sus costes de producción son baratos. • se utiliza en lavadoras, cintas de casette… ENGRANAJE: se denomina engranaje al mecanismo formado por dos ruedas dentadas. L rueda mayor se denomina corona y la menos piñón. CarácterÍSTICAS Y APLICACIONES: •Los engranajes posibilitan la transmisión de grandes potencias, ya que, como las ruedas engranan diente a diente, nunca patinan. •La transmisión del movimiento es muy precisa. •La fricción entre los dientes es muy elevada, por lo que de necesita lubricación entre las ruedas. •Son ruidosos y costosos. •Se utilizan en cajas de cambios de vehículos, relojes… En las ruedas dentadas, la RELACIÓN DE Transmisión se establece de acuerdo con los dientes de cada rueda. Se cumple que: i=w1/w2=z2/z1. SISTEMAS DE PIÑONES Y CADENA: está formado por dos ruedas dentadas (piñones) situadas a cierta distancia y unidad entre sí por medio de una cadena que engrana con los dientes de ambas ruedas.

CarácterÍSTICAS Y APLICACIONES:•No existen resbalamientos, ya que las ruedas engranan diente a diente con la cadena, lo que permite transmitir grandes potencias. •La transmisión es precisa y fiable.

. •Necesita lubricación para evitar el agarrotamiento. •Es un mecanismo ruidoso. •Se utiliza en bicicletas y motocicletas, escaleras mecánicas, sistemas de elevación. SISTEMA DE TORNILLO SIN FIN Y CORONA: Es un mecanismo de transmisión circular formado por un tornillo sin fin que va acoplado al eje motor y una rueda dentada (corona) que va acoplada al eje receptor.El tornillo cuenta con unúnico diente tallado en forma de hélice.  Cuando el tornillo.  da una vuelta completa, la corona solo avanza un diente.  Por tanto paraconse güir que la corona de una vuelta completa, el tornillo de beberá girar tantas veces como dientes tenga la corona. I=z1/z2=1/z2. CarácterÍSTICAS Y APLICACIONES: •Es un excelente reductor de velocidad. •Ocupa poco espacio y es silencioso. •El movimiento no es reversible, es decir, es el tornillo el que mueve a la corona y no puede hacerse a la inversa, porque el mecanismo se bloquea. Esta carácterística es muy apreciada como medida de seguridad. •Se utiliza en el tensor de las cuerdas de algunos instrumentos musicales, limpiaparabrisas de los coches, reductoras de ascensores… 4.MECANISMOS DE TRANSFORMACIÓN DEL MOVIMIENTO: Determinados mecanismos no sólo transmiten el movimiento, sino que, además, lo transforman Esto es lo que ocurre, por ejemplo, en un pintalabios.  Para que suba o baje la barra (movimiento lineal), giramos la base (movimiento circular) De los mecanismos que transforman el movimiento, vamos a vercómo actúan los siguientes. TORNILLO-TUERCA:Es un mecanismo muy común y muy usado en el quehacer diario Está formado por un tornillo (o husillo) y una tuerca.  El movimiento Circular de la tuerca transforma en movimiento lineal de avance en el tornillo.

CarácterÍSTICAS Y APLICACIONES (tornillo-tuerca): •Es muy buen reductor de velocidad. El husillo gira rápidamente pero la tuerca se desplaza linealmente de forma más lenta. •Permite transmitir grandes empujes.• Podemos hacer girar la tuerca para conseguir movimiento lineal del tornillo (como en un taburete de los que tenemos en el taller de tecnología) o hacer girar el tornillo y conseguir movimiento lineal de la tuerca (como en un sargento).• Se utiliza en tornillos de banco, gatos elevadores de vehículos, grifos, tapones de rosca…      PIÑÓN-CREMALLERA:Está formado por una rueda dentada (piñón) que engrana con una barra dentada (cremallera).
El movimiento circular del piñón se transforma en movimiento lineal en la cremallera. CarácterÍSTICAS Y APLICACIONES :• Es un mecanismos de transmisión muy suave y preciso. •Es reversible, esto es, el elemento motor puede ser tanto el piñón como la cremallera. • Permite transmitir potencia elevadas. • Se utiliza en sacacorchos, puertas de garaje, taladros verticales, trenes en elevadas
pendientes… • La relación entre el número de vueltas del piñón y el avance de la cremallera se
determina por la ecuación L=p x z x ω, donde p es la distancia entre dos dientes, z el número de dientes del piñón y ω es la velocidad del piñón. BIELA-MANIVELA:Está formado por una barra rígida (biela) articulada en su extremo y unida a una manivela. El movimiento circula de la manivela (motor) se transforma en movimiento lineal alternativo de la biela (receptor).

CarácterÍSTICAS Y APLICACIONES (Biela-manivela):Es reversible, esto es, el movimiento de vaivén de la biela (motor) hace que gire la manivela (receptor). • Se utiliza en máquinas de coser, locomotoras de vapor, motores de combustión de los vehículos… LEVA:La leva es una pieza de contorno especial, generalmente ovoide, que va unida a un eje (motor) y que, al girar, acciona un elemento, denominado seguidor.
El seguidor está en contacto permanente con la leva, gracias a la acción de un muelle. Cuando la parte saliente de la leva entra en contacto con el seguidor, el movimiento circular de la leva es transmitido por el seguidor en forma lineal alternativa.
En determinadas ocasiones necesitamos que se muevan varias bielas accionadas a la vez. En este caso, todas las manivelas de las bielas, se cambian por un eje acodado denominado cigüeñal, que permite transmitir el movimiento a todas las bielas cuando es requerido. CarácterÍSTICAS Y APLICACIONES: • Transforma el movimiento circular en lineal alternativo, pero de corto recorrido. • Se utiliza en programadores de lavadoras (aperturas y cierre de circuitos), máquinas cortapelo, carretes de pesca…) 5.OTROS MECANISMOS:Existe otro conjunto de mecanismos que, además, de transmitir el movimiento, permite controlarlo o facilitarlo. •CUÑA:Las cuñas son máquinas simples, hechas de madera o metal, con forma de prisma
triangular. Se utilizaban ya en la prehistoria, como parte de hachas o puntas de lanza. En la actualidad, las podemos encontrar formando parte de múltiples objetos de uso cotidiano.

•RAMPA:Las rampas se basan en el mismo fundamento físico que las cuñas; son planos inclinados que permiten reducir el esfuerzo necesario para elevar objetos pesados. •TRINQUETE:El trinquete es un mecanismo que nos ayuda a controlar el movimiento en los engranajes, permitíéndolo en un sentido e impidiéndolo en el otro.Está formado por una rueda dentada con dientes en forma de sierra y un gatillo que se ocupa de trabar el giro de la rueda e impedir así el movimiento en el sentido no permitido. 6.ANÁLISIS DE MÁQUINAS: •LA MÁQUINA DE VAPOR: La máquina de vapor ha sido uno de los inventos más importantes de la historia debido a los cambios sociales que se produjeron desde su fabricación, la denominada Revolución Industrial. Su uso se extendíó a máquinas como locomotoras, motores de barcos, bombas y los primeros automóviles. Actualmente, se utiliza en la generación de energía eléctrica. La máquina de vapor es una máquina de combustión externa que obtiene trabajo
mecánico de la energía acumulada en el vapor de agua.+Desde el punto de vista mecánico, su importancia radica en el rendimiento y en el trabajo  que produce. Su funcionamiento se basa en un mecanismo de transformación del movimiento lineal alternativo en rotatorio: la biela-manivela. FUNCIONAMIENTO:1) En la caldera se genera vapor que pasa a un cilindro donde se expande y empuja al pistón. Al perder temperatura, se enfría y el pistón vuelve a la posición inicial. Esto genera el movimiento lineal alternativo en la biela que está unida al pistón. 2) La biela transmite este movimiento a la manivela, que está unida a un volante de inercia donde se obtiene el movimiento giratorio.

 MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA: El motor de combustión interna o MCI es una máquina compuesta que utiliza mecanismos tanto de transmisión como de transformación del movimiento para obtener trabajo mecánico.
Los mecanismos MÀS IMPORTANTES y su Función son los siguientes:  Bielas: están unidas a los pistones y reciben el movimiento lineal alternativo que se produce en los cilindros por la explosión del combustible.  Cigüeñal: recibe el movimiento de las bielas y lo transforma en un movimiento giratorio en el eje de salida.  Volante de inercia: está conectado al eje del cigüeñal y hace que el movimiento giratorio sea constante.  Poleas y correas: transmiten el movimiento giratorio desde el eje del cigüeñal hasta otras partes del vehículo.  Engranajes: forman parte de la caja de cambios, que permite transmitir diferentes velocidades a la transmisión de las ruedas.  Árbol de levas: es un eje con varias levas colocadas de forma que sincronizan el movimiento para abrir y cerrar las válvulas para la entrada de combustible y la salida de los gases de escape. MOTOR CUATRO TIEMPOS: CICLO DE OTTO: Primer tiempo:admisión. Segundo tiempo: compresión. Tercer tiempo: combustión. Cuarto tiempo: escape.