Mecanismos Clave en Tecnología Industrial: Transmisión y Transformación de Movimiento

Mecanismos de Transmisión del Movimiento Circular

Transmiten el movimiento entre dos ejes, que pueden ser paralelos, perpendiculares o cruzados. En ellos, tanto el elemento de entrada (conductor) como el de salida (conducido) tienen movimiento circular.

Poleas con Correa y Ruedas de Fricción

Las poleas con correa transmiten el movimiento circular entre dos ejes situados a una cierta distancia, utilizando una correa que las abraza. Las correas suelen ser de caucho reforzado con fibras para una transmisión segura y uniforme. Existen diversos tipos:

• Estriadas
• Dentadas
• Trapezoidales

Las ruedas de fricción también transmiten movimiento circular, generalmente entre ejes cercanos, basándose en el contacto directo y la fricción entre las superficies de las ruedas.

Engranajes

Los engranajes son piezas circulares dentadas que transmiten el movimiento circular entre dos ejes cercanos mediante el empuje de los dientes de una pieza sobre otra. No hay posibilidad de deslizamiento, por lo que se consideran ruedas sincronizadas.

Engranajes Cilíndricos

Transmiten el movimiento entre ejes paralelos. Cuando hay solo dos engranajes, estos girarán en sentido contrario.

Engranajes con Cadena

Permiten la transmisión entre ejes más separados. Los engranajes (piñones) se enlazan mediante una cadena, que es la que transmite el movimiento de la rueda motriz a la conducida.

Engranajes Cónicos

Transmiten el movimiento entre ejes perpendiculares. Los dientes están recortados sobre la superficie de un cono (pieza troncocónica) en vez de sobre un cilindro.

Piñón-Corona

Este sistema transmite movimiento entre ejes perpendiculares. Consiste en un piñón (engranaje pequeño) que engrana con una corona (engranaje grande con dientes en su cara o periferia).

Tornillo sin Fin y Corona

Transmite movimiento circular entre dos ejes perpendiculares. Consiste en un tornillo (tornillo sin fin) montado sobre un eje, que engrana con una rueda dentada (corona) montada sobre otro eje en ángulo recto. Este mecanismo ofrece grandes reducciones de velocidad.

Mecanismos de Transformación del Movimiento

Estos mecanismos cambian el tipo de movimiento (por ejemplo, de circular a rectilíneo o viceversa).

Tornillo-Tuerca o Husillo

El mecanismo de tornillo-tuerca (o husillo) transforma un movimiento giratorio en uno lineal. Un ejemplo es el gato que utilizamos para cambiar la rueda del coche: al girar el tornillo, este acerca o aleja las tuercas sujetas a los brazos articulados, y el coche se eleva o desciende. El mismo principio se encuentra en el tornillo de banco, el taburete regulable en altura o el compás de dibujo (para ajustar la apertura).

Sistema Piñón-Cremallera

Es muy utilizado en puertas de garaje automáticas, sillas elevadoras y algunos tipos de sacacorchos. Consta de una rueda dentada (piñón) que engrana en una barra dentada (cremallera). El motor hace girar el piñón que, al engranar con la cremallera, provoca que esta se desplace linealmente en un sentido u otro. El mecanismo es reversible (un movimiento lineal de la cremallera puede hacer girar el piñón).

Leva y Seguidor

La leva más simple tiene la forma de una rueda con un perfil irregular o un resalte. Al girar la leva, su perfil empuja una pieza guiada llamada seguidor, que se mueve linealmente (arriba y abajo o de vaivén) siguiendo el contorno de la leva. El seguidor sube o se activa durante el tramo con resalte y baja o se desactiva durante el tramo sin resalte.

Excéntrica

Una excéntrica es un disco que gira alrededor de un eje que no coincide con su centro geométrico. La excentricidad es la distancia entre el centro de la circunferencia del disco y el eje de giro. Funciona de manera similar a una leva, transformando el movimiento rotatorio en un movimiento lineal alternativo del seguidor.

Sistema Biela-Manivela

Transforma un movimiento giratorio en un movimiento rectilíneo alternativo, o viceversa. Está formado por una manivela (elemento que gira) y una barra denominada biela, articulada en un extremo con la manivela y en el otro con un elemento (como un pistón o una corredera) que describe el movimiento alternativo.

Cigüeñal

El cigüeñal está formado por varios sistemas biela-manivela acoplados a un eje común. En este mecanismo, se transforma en giro el movimiento de subida y bajada de los pistones dentro de sus respectivos cilindros. Es uno de los mecanismos más importantes en los motores de combustión interna, y también se usa en aplicaciones como el movimiento de los tiovivos.

Elementos Auxiliares de Máquinas

Ejes y Soportes

Los mecanismos giratorios necesitan un eje que gire apoyado en un soporte. Los soportes pueden ser huecos integrados en la estructura de la máquina o piezas independientes que se fijan en el lugar apropiado. Existen distintos tipos:

Tipos de Soportes

• Soportes simples: Como cojinetes de fricción o casquillos.
• Soportes con rodamiento: Utilizan elementos rodantes (bolas, rodillos) para minimizar la fricción.

Tipos de Ejes

• Ejes de transmisión: Transmiten potencia (ej. para engranajes, poleas).
• Pasador: Actúa como un eje simple de giro para articulaciones.
• Árbol de levas: Eje específico en motores que integra las levas para accionar las válvulas.

Guías y Articulaciones

Las guías son elementos destinados a dirigir o limitar la trayectoria de piezas móviles. Por ejemplo, controlan el desplazamiento del seguidor en los mecanismos de leva. Las articulaciones permiten la unión móvil entre diferentes elementos de una máquina.

Existen guías y articulaciones de formas variadas, entre ellas:

• Guías lineales: Como rieles rectos o guías en forma de V, que permiten un movimiento lineal.
• Ranuras curvas: Guían un movimiento a lo largo de una trayectoria curva.
• Articulaciones simples: Como las de tipo bisagra, que permiten rotación alrededor de un solo eje.
• Articulación esférica (rótula): Permite rotación en múltiples direcciones alrededor de un punto central.
• Articulación tipo junta universal (Cardán): Permite transmitir rotación entre ejes que forman un ángulo variable.