Mecanismos de transmisión y uniones mecánicas: piñón-cremallera, levas, biela-manivela y tornillos

Mecanismos de Transmisión del Movimiento

1.1 Piñón-Cremallera

Un piñón-cremallera es un engranaje normal que engrana con otro cuyo radio es infinito. Los dientes de la cremallera son trapezoidales.

1.2 Tornillo-Tuerca

Se aplica para:

• Mover cargas y sujetar objetos: ejemplo, gato de coche.
• Colocar objetos de manera precisa: ejemplo, mecanismo de ajuste de miras en tuercas y tornillos de unos prismáticos.

1.3 Leva y Excéntrica

Son elementos que transforman el movimiento circular de un eje en un movimiento alternativo rectilíneo o circular. Una excéntrica es un disco cuyo eje de giro no coincide con su centro geométrico. Una leva es una pieza metálica o plástica con una forma determinada sujeta a un eje, que al moverse produce el desplazamiento de una varilla o seguidor.

Tipos de Levas

• Lineales
• Rotativas: varios tipos.

Según la forma del seguidor:

• Periféricas: provocan un movimiento lineal alternativo del seguidor, dependiendo de la forma de la leva.
• Oscilantes: el seguidor describe un movimiento circular alternativo.

Según la forma de la leva:

• De disco: se usan para la apertura y cierre de válvulas en motores de explosión (de mayor uso).
• Cilíndricas: a medida que giran, provocan en la varilla un desplazamiento axial determinado.
• De caja: fabricación complicada, caras, aplicaciones especiales.

1.4 Biela-Manivela-Émbolo

Este elemento permite transformar un movimiento circular en uno lineal y viceversa. Consta de tres piezas: manivela, biela y émbolo.

Propiedades:

• Transformación del movimiento circular en lineal (manivela-biela-émbolo): el elemento conductor es la rueda (acoplada al eje de un motor) y el conducido es el émbolo.
• Transformación del movimiento lineal en circular (pistón-biela-cigüeñal): se usa en motores de combustión interna. Produce una explosión, el pistón se desplaza y provoca un giro de 180º.

1.5 Trinquete

Tiene como misión impedir el giro de un eje en un sentido y permitirlo en el otro. Consta de una rueda dentada y de una uñeta. La uñeta tiene la colocación idónea para impedir el giro en un sentido y permitirlo en el otro. Se clasifican en:

• Reversibles: permiten variar el sentido del bloqueo según interese en cada momento.
• No reversibles: siempre bloquean el sentido de giro en la misma dirección.

Pueden ser externos, internos o frontales.

1.6 Rueda Libre

Es un elemento que se coloca en un eje o en un árbol de transmisión con objeto de permitir que el eje motriz mueva el eje resistente y no al contrario. Este mecanismo se usa solamente cuando ambas ruedas van a girar siempre en el mismo sentido. Además de su aplicación en las ruedas posteriores de las bicis, también se usa en los motores de arranque de autos.

2. Elementos Mecánicos de Unión

Los más importantes son:

• Desmontables: permiten separar las piezas con facilidad, sin romper el medio de unión (cremalleras y botones).
• Fijos o no desmontables: se realizan con piezas cuyo desmontaje no se prevé durante la vida útil de la máquina o estructura. Para la separación de la pieza se necesita romper el elemento de unión o deteriorar alguna pieza (roblones).

2.1 Uniones Desmontables

Elementos Roscados:

Los tornillos y las tuercas son los más comunes. Varios tipos:

• Bulón o tornillo pasante y tuerca: se trata de un tornillo que enrosca en una tuerca, las piezas a unir no van roscadas.
• Tornillos de unión: no se emplea la tuerca, se usa cuando hay que sujetar una pieza a otra de gran grosor.
• Prisioneros: son tornillos que se roscan en una pieza y se alojan en el hueco que lleva la otra, se usa cuando se quiere que una de las piezas no gire ni se desplace con respecto a la otra.
• Espárragos: son varillas roscadas por ambos extremos con la parte central sin roscar, se usa en piezas metálicas grandes o costosas. Para fijar el espárrago a la base se suelen usar dos tuercas, apretadas una contra la otra; luego se gira el conjunto.
• Pernos: sirven para unir varias piezas. Tres tipos: de apoyo, de articulación y de anclaje.
• Tornillos de rosca cortante: se usan para unir piezas metálicas de poco espesor. Tienen la cualidad de realizar la rosca a medida que nos introducimos.
• Tirafondos: se usan para unir piezas de madera o derivados.