Engranajes, poleas y palancas: operadores mecánicos y transmisión de movimiento

Resumen

El documento repasa los operadores mecánicos básicos: palancas, poleas, polipastos, planos inclinados, tornos y tornillos, con sus fórmulas de equilibrio de fuerzas. Después explica cómo se transmite el movimiento giratorio mediante correas, fricción y engranajes, calculando la relación de transmisión y el sentido de giro. Es útil para revisar la tecnología industrial de máquinas simples y mecanismos.

Puntos clave

Una palanca se equilibra cuando FP·BP = FR·BR, y según la posición del punto de apoyo se clasifica en tres géneros.
En una polea fija la fuerza FP es igual a FR, mientras que en una polea móvil FP = FR/2.
En un polipasto de poleas móviles, FP = FR/2n, siendo n el número de poleas móviles.
Las correas planas transmiten movimiento y fuerzas intensas entre poleas distantes; las circulares transmiten fuerzas de poca intensidad.
Por contacto directo, la relación de transmisión de un engranaje es RT = n2/n1 = dientes del engranaje motor / dientes del engranaje de salida.
Los engranajes pueden ser cilíndricos, cónicos, de tornillo sin fin y corona, o de piñón y cremallera.

Ponte a prueba

- Mecanica: Parte de la fisica que estudia la accion de las fuerzas sobre los cuerpos y los movimientos que estas producen. - Operadores mecánicos: Artificios que se encargan de transmitir movimientos, modificandolos y controlandolos. - Palanca: Cualquier objeto rigido, generalmente una barra de hierro, que pueda girar sobre un punto (punto de apoyo o fulcro). - FR: Fuerza que queremos vencer. - FP: Fuerza que hacemos para vencer la resistencia. - BP: Distancia entre FP y apoyo. - BR: Distancia entre apoyo y FR. - Generos de palanca: 1º genero: A en medio, 2º genero: FR en medio y 3º genero: FP en medio. - La ley de la palanca: FP·BP=FR·BR - Como se favorece la FP en una palanca: FP=FR·BR:BP - Poleas: Un disco acanalado en el borde que puede girar sobre un eje. - Clases de poleas: Fijas (Solo giran sobre el eje. FP=FR) y Moviles (Giran sobre el eje y se desplazan verticalmente. FP=FR:2). - Polipastos: Combinaciones de poleas fijas y moviles destacadas a reducir considerablemente la FP. - Clases de polipastos: Troclas: (Combinaciones de varias poleas moviles y una fija) y Motones: (tipo roldana o tipo cuadernales) FP=FR:2ⁿn= numero de poleas moviles. - Motones: Combinaciones de dos armaduras, una fija y otra movil, en las cuales se apoyan los ejes de varias poleas. Motones roldana: FP=FR:2·n - Motones cuadernales: FP=FR:2·n - Troclas: FP= FP= FR:2ⁿ - Plano inclinado: Superficie que forma con la horizontal un angulo agudo: FP· lado del plano=FR·Altura del plano. - Torno: Operador formado por un cilindro y una manivela.FP·BP=FR·BR - Tornillo: Operador mecánico que consta de cabeza y parte roscada. FP·2PIR=FR·Paso de rosca.

- TRANSMISION DE MOVIMIENTOS GIRATORIOS:

A) POR POLEAS UNIDAS POR CORREAS:

- Planas: Transmiten mtos y fuerzas intensas entre poleas muy distantes. - Circulares: Transmiten fuerzas de poca intensidad y mtos. - Trapezoidales: Transmiten mtos y fuerzas intensas.

.- Considerando el sentido de giro: Se mantiene el sentido del giro del motor. Sistema cruzado: Se invierte el sentido de giro.

.- Considerando la velocidad:

1. Sistema no sea ni multiplicador ni reductor (se mantiene la velocidad) d¹:d²=n²:n¹ RT= n²:n¹=d¹:d²

2. Sistema multiplicador: d1>d2 RT>1 n2:n1=d1:d2

3. Sistema reductor: RT= n2:n1=d1:d2

- POLEAS ENFRENTADAS:

B) POR FICCION ENTRE POLEAS: Invierten el sentido de giro.

C) POR CONTACTO DIRECTO: ENGRANAJES

RT=n2:n1=Dientes del engranaje motor:Dientes del engranaje de salida.

- TIPOS DE ENGRANAJES: Cilindricos, Cónicos, Mecanismo tornillo sin fin corona y Mecanismo piñón cremallera.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la ley de la palanca?

La ley de la palanca establece que FP·BP = FR·BR, es decir, el producto de la fuerza motriz por su brazo es igual al producto de la fuerza resistente por su brazo. Permite calcular la fuerza necesaria para vencer una resistencia.

¿Cuál es la diferencia entre una polea fija y una polea móvil?

La polea fija solo gira sobre su eje y no reduce la fuerza necesaria (FP = FR). La polea móvil gira y además se desplaza verticalmente, de modo que FP = FR/2.

¿Cómo se invierte el sentido de giro en una transmisión por correa?

Se utiliza un sistema cruzado, en el que la correa se coloca de forma que invierte el sentido de giro. En las poleas unidas por fricción también se invierte el sentido de giro.