Fundamentos de Componentes Mecánicos: Motores, Transmisiones y Mecanismos Esenciales

Motor de Combustión Interna

La combustión se produce en el interior del cilindro. Según el funcionamiento y el combustible, existen motores de explosión (gasolina), diésel (gasóleo) y turborreactores (aviación).

Árbol de Transmisión

Es un elemento de revolución que permite transmitir potencia o energía. El eje, en cambio, es un elemento de máquinas cilíndrico que soporta diferentes piezas que giran, pero no transmite potencia.

Juntas de Acoplamiento Móvil

• Juntas elásticas: Son acoplamientos elásticos, generalmente fabricados de caucho, goma o neopreno.
• Junta cardán: Utilizada principalmente en camiones, transmite el movimiento entre dos árboles no alineados.
• Juntas homocinéticas: Cumplen la misma misión que las juntas cardán, pero no producen oscilaciones. Se utilizan en automóviles para la transmisión del movimiento a las ruedas.

Transmisión Mediante Poleas y Correas

La polea es la rueda que se utiliza en las transmisiones por medio de correa. Una transmisión por correa consta, fundamentalmente, de dos poleas y una correa.

Transmisión por Engranajes

Se emplean para transmitir grandes esfuerzos o cuando se necesita que la relación de transmisión se mantenga constante.

Tipos y Características

• Engranajes de dientes rectos: Son fáciles de fabricar, pero pueden ser ruidosos y generar vibraciones. Se utilizan cuando la potencia y el número de revoluciones no son muy elevados.

Conceptos Clave

• Módulo (M): Es la relación entre la medida del diámetro primitivo (expresado en mm) y el número de dientes (z). Su valor se determina mediante cálculos de resistencia de materiales. (M = Dp / z)

Cadenas Cinemáticas

Son un conjunto de dos o más pares de engranajes cuya finalidad es variar el número de revoluciones del último eje del sistema.

Par Motor (Torque)

Es el producto de una fuerza por una distancia. Mide la capacidad de dicha fuerza para provocar un giro.

Mecanismo Piñón-Cremallera

Consiste en un engranaje normal (piñón) que engrana con una barra dentada (cremallera), la cual puede considerarse como un engranaje de radio infinito. Este mecanismo tiene un funcionamiento reversible.

Configuraciones de Funcionamiento:

• El piñón gira y la cremallera está fija: el piñón se desplaza linealmente.
• La cremallera se desplaza y el piñón está fijo (solo puede girar sobre su eje): el piñón gira.
• El piñón gira sin desplazarse axialmente: la cremallera se desplaza linealmente (aplicación común en sistemas de dirección de coches antiguos).

Mecanismos de Leva y Excéntrica

Excéntrica

Una excéntrica es un disco o cilindro cuyo eje de giro no coincide con su centro geométrico. Estos dispositivos producen un movimiento suave y continuo, a menudo un movimiento armónico simple.

Leva

Una leva es una pieza metálica o de plástico con una forma geométrica específica, sujeta a un eje. Al girar, la leva produce el desplazamiento de un elemento seguidor (varilla, palpador, etc.).

Tipos de Leva y Características:

• Leva rotativa: El desplazamiento máximo que experimenta el seguidor se denomina alzada de la leva.
• Leva de disco: Comúnmente utilizadas para la apertura y cierre de las válvulas en los motores de explosión.

Mecanismo Biela-Manivela-Émbolo

Este mecanismo transforma un movimiento circular continuo en un movimiento lineal alternativo, o viceversa. Como su nombre indica, consta de tres partes principales: la biela, la manivela y el émbolo (o pistón).

Aplicaciones Principales:

• Transformación de movimiento circular a lineal (ej. compresores).
• Transformación de movimiento lineal a circular (ej. motor de combustión interna, donde el émbolo empuja la biela).

Trinquete

El trinquete es un mecanismo que tiene como misión impedir el giro de un eje o rueda dentada en un sentido, mientras lo permite libremente en el sentido opuesto.

Uniones Fijas: Remaches

Los remaches son elementos de unión permanente. Consisten en varillas cilíndricas, generalmente metálicas, con una cabeza en un extremo. Se utilizan para unir varias chapas o piezas, habitualmente de pequeño espesor, de forma fija.