Operadores mecánicos
Son operadores y van conectados entre si para permitir el funcionamiento de una maquina; teniendo en cuenta la fuerza que ejerce sobre ellos. Los operadores mecánicos convierten la fuerza en movimiento.
Mecanismos de transmisión linealtanto como el movimiento de entrada y la de salida son lineales, tienen como objeto cambiar el sentido de la fuerza (palanca polipasto)para cambiar el sentido de la fuerza (polea)y varias el punto de la aplicación (palanca).
Palanca
Una palanca es la maquina simple de transmisión lineal que puede girar alrededor de un punto de apoyo. En esta barra hasta un punto de aplicación de la fuerza (F), y un punto de aplicación de la resistencia, (R). Para resolver una palanca en equilibrio empleamos la expresión llamada ley de la palanca: F.d=R.r
Donde "d" es la distancia desde el punto de aplicación de la fuerza y "r" la distancia desde el punto de apoyo respecto a F y R.
Polea
La polea es una rueda que gira libremente alrededor de su eje, esta provista de un canal en su superficie para que sirva de guía a una cuerda, correa o cadena. A la que recibe o a la que le da el movimiento.
F=R
Tipos de polea
Polea simple: Polea simple fija, polea simple móvil
Polea compuesta: Polipasto
Mecanismos de transmisión circularTanto como el movimiento de entrada como el de salida son circulares. Tienen por objeto fundamental varios la velocidad, lo que hace que varié el par (fuerza que realizan), en algunos casos sirven para transmitir el movimiento a ciertas distancias (correas y poleas).
Biela-manivela
Ambos sistemas (biela-manivela y excéntrica-biela) permiten convertir el movimiento giratorio continuo de un eje en uno lineal alternativo en el pie de la biela. También permite el proceso contrario: transformar un movimiento lineal alternativo del pie de biela en uno en giratorio continuo en el eje al que está conectada la excéntrica o la manivela (aunque para esto tienen que introducirse ligeras modificaciones que permitan aumentar la inercia de giro).
EjeUn eje es un
elemento constructivo destinado a guiar el
movimiento de rotación a una
pieza o de un conjunto de piezas, como una
rueda o un
engranaje. Un eje se aloja por un diámetro exterior al diámetro interior de un agujero, como el de
cojinete o un
cubo, con el cual tiene un determinado tipo de
ajuste. En algunos casos el eje es fijo —no gira— y un sistema de
rodamientos o de
bujes inserto en el centro de la pieza permiten que ésta gire alrededor del eje. En otros casos, la rueda gira solidariamente al eje y el sistema de guiado se encuentra en la superficie que soporta el eje.
RuedaLa rueda es una pieza mecánica generalmente circular que gira alrededor de un eje; puede ser considerada una
máquina simple, y forma parte del conjunto denominado
elementos de máquinas.
Es uno de los inventos fundamentales en la Historia de la humanidad, por su gran utilidad en la elaboración de
alfarería, en el transporte terrestre, y como componente fundamental de diversas
máquinas. El conocimiento de su origen se pierde en el tiempo, y sus múltiples usos han sido esenciales en el desarrollo del progreso humano.
EngranajesSe denomina engranaje o ruedas dentadas al
mecanismo utilizado para transmitir potencia de un componente a otro dentro de una
máquina. Los engranajes están formados por dos ruedas dentadas, de las cuales la mayor se denomina
corona' y la menor '
piñón'. Un engranaje sirve para transmitir
movimiento circular mediante contacto de ruedas dentadas. Una de las aplicaciones más importantes de los engranajes es la transmisión del movimiento desde el
eje de una fuente de energía, como puede ser un
motor de combustión interna o un
motor eléctrico, hasta otro eje situado a cierta distancia y que ha de realizar un trabajo. De manera que una de las ruedas está conectada por la
fuente de energía y es conocido como engranaje motor y la otra está conectada al eje que debe recibir el movimiento del eje motor y que se denomina engranaje conducido. Si el sistema está compuesto de más de un par de ruedas dentadas, se denomina tren.
La principal ventaja que tienen las transmisiones por engranaje respecto de la transmisión por
poleas es que no patinan como las poleas, con lo que se obtiene exactitud en la relación de transmisión.
Correa de transmisión
Se conoce como correa de transmisión a un tipo de
transmisión mecánica basado en la unión de dos o más ruedas, sujetas a un movimiento de
rotación, por medio de una cinta o correa continua, la cual abraza a las primeras en cierto arco y en virtud de las fuerzas de
fricción en su contacto arrastra a las ruedas conducidas suministrándoles
energía desde la rueda motriz.
Es importante destacar que las correas de trasmisión basan su funcionamiento fundamentalmente en las fuerzas de fricción, esto las diferencia de otros medios de flexibles de transmisión mecánica, como lo son las
cadenas de transmisión y las
correas dentadas las cuales se basan en la interferencia mecánica entre los distintos elementos de la transmisión.
Las correas de transmisión son generalmente hechas de
goma, y se pueden clasific
ar en dos tipos: planas y trapezoidales.
PiñónSe le llama piñón a la rueda de menos dientes de las dos que forman un
engranaje. Si el piñón tiene pocos dientes se suelen fresar los dientes en el mismo eje motor.
Usos
Generalmente los piñones se colocan en el eje motor (el piñón mueve a la rueda), y sirven para reducir la transmisión (velocidad de giro), pero aumenta la fuerza de
palanca en la misma proporción.
También pueden colocarse en el eje móvil (la rueda mueve al piñón), si se requiere aumentar la transmisión, aunque disminuye la fuerza de palanca en la misma proporción.
En ambos casos, la relación inversa velocidad-fuerza es debida a la ley de la
palanca, pues los radios son los brazos de palanca.
CádenaUna cadena de transmisión sirve para
transmitir del movimiento de arrastre de fuerza entre ruedas dentadas .
Aplicaciones
Transmitir el movimiento de los pedales a la rueda en las bicicletas o del cambio a la rueda trasera en las motos.
En los motores de 4 tiempos, para transmitir movimiento de un mecanismo a otro. Por ejemplo del
cigüeñal al
árbol de levas, o del cigueñal a la bomba de lubricación del motor.
Cigüeñal
Un cigüeñal es un eje acodado, con codos y contrapesos presente en ciertas
máquinas que, aplicando el principio del
mecanismo de biela - manivela, transforma el movimiento rectilíneo alternativo en rotatorio y viceversa. El extremo de la biela opuesta al bulón del pistón (cabeza de biela) conecta con la muñequilla, la cual junto con la fuerza ejercida por el pistón sobre el otro extremo (pie de biela) genera el
par motor instantáneo. El cigueñal va sujeto en los apoyos, siendo el eje que une los apoyos el eje del motor.