Mecanismos Industriales: Tipos, Funcionamiento y Aplicaciones
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Clasificación y Funcionamiento de Mecanismos Industriales
Tipos de Levas
Clasificación de Levas Según el Tipo de Seguidor
- Seguidor de cuña
- Seguidor de cara plana
- Seguidor de rodillo
- Seguidor de zapata
Clasificación de Levas Según su Forma
- Leva de placa
- Leva de cuña
- Leva de tambor
- Leva de cara
Engranajes y Transmisión de Movimiento
Coeficiente de Recubrimiento o Razón de Contacto
El coeficiente de recubrimiento, también conocido como razón de contacto, indica el número de dientes de una rueda dentada que, en promedio, están engranando simultáneamente con los dientes de la otra rueda. Se representa con la letra k. Para garantizar una transmisión de movimiento suave y continua, este coeficiente debe ser mayor que 1. De esta manera, se asegura que antes de que un diente deje de engranar, el siguiente ya ha comenzado a hacerlo.
Interferencia y Socavación en Engranajes
La interferencia ocurre cuando un diente de una rueda dentada intenta penetrar en el diente de la rueda con la que engrana. La socavación, por otro lado, se produce cuando la herramienta que talla la rueda elimina todo el material que produce la interferencia. Ambos fenómenos deben evitarse para asegurar la correcta operación y durabilidad de los engranajes.
Engranajes Cónicos: Estudio de Interferencia y Socavación
La mayoría de los problemas de interferencia y socavación en ruedas cónicas se pueden estudiar utilizando sus equivalentes en ruedas rectas.
Volante de Inercia
Un volante de inercia es un dispositivo solidario a un eje de una máquina cuyo objetivo es reducir las variaciones de la velocidad angular del eje. Es necesario cuando el par de entrada es constante y el de salida es variable, o viceversa, o cuando ambos son variables.
Movimientos Estándar
Los movimientos estándar son una serie de curvas estándar que facilitan el enlace de los movimientos deseados, de forma que resulten funciones continuas tanto en el diagrama de desplazamientos como en sus derivadas. Algunos ejemplos son el movimiento armónico simple de subida completo, el cicloidal de subida completo y el armónico modificado de subida completo.
Sistemas de Dirección y Suspensión
Dirección Ackerman
Para que las ruedas de un vehículo no deslicen cuando este circula por una curva, los ejes de las ruedas delanteras deben cortarse en un punto fijo del eje de las ruedas traseras, el Centro Instantáneo de Rotación (CIR). Para conseguir una inclinación diferente de cada rueda delantera, se utiliza la dirección Ackerman, que se basa en un cuadrilátero articulado.
Suspensión MacPherson
La suspensión MacPherson está formada por cuatro eslabones unidos por tres pares giratorios y un par prismático. El par prismático está formado por el amortiguador y el muelle. El eje de la rueda es solidario a la parte inferior del amortiguador.
Embragues y Transmisiones
Funcionamiento del Embrague de Fuerza Centrífuga
Los embragues de fuerza centrífuga están constituidos por un núcleo motriz sobre el que están montadas una serie de masas centrífugas que giran con él, pero que pueden desplazarse radialmente. Estas masas se mantienen pegadas al núcleo mediante un muelle. Al aumentar la velocidad, las masas se desplazan hacia el exterior, provocando que el material contacte con la envolvente y transmitiendo un par al eje de salida.
Transmisión por Correa Trapezoidal
Cuando la relación de transmisión tiene un valor alto en una transmisión por correa trapezoidal, se emplea una polea pequeña acanalada y una grande plana por razones de economía de fabricación.
Efecto Energizante y Antienergizante en Frenos
Cuando las fuerzas de rozamiento hacen disminuir el valor de la fuerza a aplicar, se produce el efecto energizante. En caso contrario, se produce el efecto antienergizante.
Características de los Engranajes
Envolvente
La envolvente es el perfil conjugado de sí mismo. Aunque varíe la distancia entre centros, sigue siendo conjugado. La línea de engrane es recta, el ángulo de presión es constante y la cremallera envolvente tiene flancos rectos.
Radio de Apuntamiento
Al desplazar la herramienta para evitar la socavación, la cabeza de la rueda dentada puede reducirse a un punto, lo que se conoce como radio de apuntamiento.
Tallado de Engranajes
El tallado de engranajes se puede realizar con una fresa de forma o por generación, simulando el engrane de las piezas.
Cómo Evitar la Socavación y la Interferencia
- Aumentar el número de dientes de la rueda pequeña.
- Aumentar el ángulo de presión.
- Utilizar dientes cortos.
- Aumentar el espesor del diente desplazando la herramienta de generación.