Fundamentos de Sistemas Técnicos: Componentes y Transmisión Mecánica

Introducción a los Sistemas Técnicos

Una **máquina** o un **sistema técnico** es una combinación de mecanismos o dispositivos agrupados adecuadamente que aprovechan una forma predeterminada de **energía**, la transforman y producen un efecto final. Estos sistemas se componen fundamentalmente de:

• **Elementos motrices**
• **Elementos de máquina**

Elementos Motrices

Son los encargados de proporcionar la energía necesaria para que se produzca el movimiento. Se clasifican en:

Motores Primarios

No proporcionan energía directamente a la máquina, sino que la transforman para que pueda ser usada por un motor secundario (ejemplos: **eólica**, **solar**).

Motores Secundarios

La energía de salida acciona a las máquinas directamente:

• **Energía muscular**: Proporcionada por animales o personas (ejemplo: carro de caballos).
• **Energía térmica**: Obtenida al quemar algún combustible. Puede ser externa (ejemplo: máquina de vapor) o interna (ejemplo: turbina de gas).
• **Energía eléctrica**: Proporcionada por un motor eléctrico.

Elementos de Máquina

Cada una de las piezas de las que consta una máquina o mecanismo, caracterizadas por tener **movilidad**.

Transmisión del Movimiento

Entre el elemento motriz y el eje es necesario transmitir el movimiento, lo cual puede implicar aumentar o disminuir la velocidad.

Acoplamiento entre Árboles

Árbol de Transmisión

Es un elemento de revolución que permite **transmitir potencia o energía**.

Eje

Elemento de máquina que soporta diferentes piezas que giran, pero **no transmite potencia**; por lo tanto, no hay torsión.

Tipos de Acoplamiento y Transmisión

Acoplamiento Móvil

• **Juntas Cardán**: Permiten transmitir movimiento entre dos árboles **no alineados**.
• **Juntas Homocinéticas**: Similares a las cardán, pero evitan las oscilaciones angulares.

Transmisión mediante Poleas y Correas

Se denomina **polea** a la rueda utilizada en las transmisiones por medio de correa, y **correa** a la cinta que sirve para transmitir el movimiento de giro entre una rueda y otra. Una transmisión por correa consta al menos de dos poleas y una correa.

Transmisión por Engranajes

Se emplea cuando hay que transmitir **grandes esfuerzos** o cuando la **relación de transmisión debe ser constante**. Consiste en dos ruedas con dientes. Los engranajes sirven para árboles:

• Paralelos
• Perpendiculares
• Que se cruzan

Engranajes para Ejes Paralelos

• **Dientes Rectos**: Fáciles de fabricar, pero ruidosos y vibran. Se usan para potencia y número de revoluciones no muy grandes. Conceptos clave: módulo (valor de las ruedas dentadas) y paso (distancia entre dos puntos iguales de dos dientes consecutivos, $D_p$; deben tener el mismo módulo para engranar).
• **Helicoidales**: Permiten transmitir **potencias elevadas** porque son muy silenciosos.
• **En V**: Se utilizan para compensar fuerzas axiales.

Engranajes para Ejes que se Cortan

Utilizan dientes rectos o helicoidales. Son muy complicados de fabricar y muy silenciosos.

Ejes Perpendiculares que se Cruzan

• **Tornillo sin Fin**: Transmisión de tornillo a corona (utilizados en tornos que suben agua, construcción).
• **Hipoides**: Formados por dos engranajes cónicos helicoidales.
• **Helicoidales**: Con ángulo opuesto.

Cadenas Cinemáticas

Conjunto de dos o más pares de engranajes que engranan entre sí, cuya finalidad es **variar el número de revoluciones del último eje**.

Articulaciones

Permiten transmitir movimiento a los puntos donde se requiera.