Fundamentos de Mecanismos y Operadores Mecánicos: Transmisión, Palancas y Regulación

Fundamentos de Mecanismos y Operadores Mecánicos

Relaciones Fundamentales:

• Resistencia (R) · Brazo resistente (r) = Esfuerzo (F) · Brazo motor (d)
• W = Velocidad angular; rpm = revoluciones por minuto
• Ø = Diámetro; N = Número de dientes
• Relación de Transmisión (RT) = Ws/We = Øe/Øs = Ne/Ns
• Nº = Número de poleas móviles

Tipos de Transmisión de Velocidad:

• Wsal < Went = Reductora de velocidad
• Wsal = Went = Transmisión lineal
• Wsal > Went = Multiplicadora de velocidad

Conceptos Clave

Mecanismo: Combinación adecuada de operadores mecánicos que transforma un movimiento y una fuerza de entrada en un movimiento y una fuerza de salida.

Máquina: Resultado de la combinación adecuada de mecanismos para realizar una función determinada.

Operadores mecánicos: Elementos que transmiten o transforman el movimiento y la fuerza.

Mecanismos y sus Funciones

Mecanismos de Acumulación de Energía

Mecanismos que acumulan energía cinética, cuyo operador mecánico es elástico (gomas, muelles y resortes).

Mecanismos para Reducir el Esfuerzo

• Plano inclinado: Permite realizar un menor esfuerzo al desplazar un objeto, aumentando el recorrido.
• Tornillo: Plano inclinado helicoidal alrededor de un clavo.
• Cuña: Se emplea para vencer grandes resistencias, en herramientas cortantes y punzantes.
• Rueda: Reduce el esfuerzo al estar acoplada sobre un eje.

Tipos de Palancas

• Palanca de primer grado: El punto de apoyo está entre el esfuerzo y la resistencia (ej: pinza de la ropa, alicates).
• Palanca de segundo grado: La resistencia está entre el punto de apoyo y el esfuerzo (ej: cascanueces, carretilla).
• Palanca de tercer grado: El punto de esfuerzo está entre el punto de apoyo y la resistencia (ej: escoba, abridor de botellas, pinzas).

Sistemas de Transmisión

• Transmisión por fricción: Las ruedas están pegadas y giran en sentido opuesto.
• Transmisión por correa: Las ruedas están separadas y giran en el mismo sentido.
• Tornillo sin fin-corona: Un operador sin fin es un cilindro con rosca en su periferia.
• Transmisión por ruedas dentadas: Ruedas dentadas pegadas que giran en sentido opuesto.
• Transmisión por cadenas de ruedas dentadas: Ruedas dentadas unidas por cadenas que giran en el mismo sentido.
• Transmisión por engranajes: Rectos, helicoidales, internos, externos, cónicos.

Mecanismos de Transformación de Movimiento

• Piñón-cremallera: Transforma el movimiento circular en rectilíneo y viceversa.
• Biela-manivela: Transforma un movimiento lineal a circular y viceversa.
• Leva: Abultamiento que provoca un desplazamiento lineal al girar.
• Excéntrica: Rueda que gira sobre un eje que no coincide con su centro geométrico.

Mecanismos Reguladores del Movimiento

• Trinquete: Permite el giro en un sentido e impide el contrario.
• Frenos: Reducen la velocidad del sistema (trinquete, freno de disco, freno de cinta, freno de tambor).