Mecanismos

INGENIERIA MECATRONICA GRUPO 152MECANISMOS

1Introduccin al estudio de los mecanismosPara comenzar el estudio de los mecanismos, el primer paso es definir que es y que no es un mecanismo.

En muchas ocasiones los conceptos de maquina y mecanismo se usan de manera indistinta aunque existen claras diferencia entre ambos.

Para evitar confusiones, resulta imperativo estudiar ambos conceptos.MECANISMOS Y MAQUINASExisten varias definiciones de mecanismos y maquinas.

A continuacin se mencionan algunas de ellas.

MaquinaMecanismoensamble de partes que transmiten fuerzas, movimiento yenerga en una forma predeterminada.proceso qumico o fsico que toma parte o es responsablede una accin, reaccin u otro fenmeno natural.combinacin de piezas de materiales resistentes que tienenmovimientos definidos y que son capaces de transmitir o transformarenerga.combinacin de piezas de materiales resistentes cuyaspartes tienen movimientos relativos restringidos.combinacin de cuerpos resistentes de tal manera que, pormedio de ellos, las fuerzas mecnicas de la naturaleza se pueden encauzarpara realizar un trabajo acompaado de movimientos determinados.combinacin de cuerpos resistentes conectados por mediode articulaciones mviles para formar una cadena cinemtica cerrada conun eslabn y cuyo propsito es transformar el movimiento.CONCEPTOS GENERALESLa palabra mecanismo tiene muchos significados.

En cinemtica un mecanismo en un medio para transmitir, controlar o limitar el movimiento relativo.

Movimientos que son resultado de fenmenos elctricos, magnticos o neumticos son excluidos del concepto de mecanismos.

CONCEPTOS GENERALESUna maquina es una combinacin de cuerpos rgidos o resistentes conectados de tal forma que se mueven con movimientos relativos especficos y transmiten fuerza.Aunque en la realidad un CUERPO RGIDO como tal no existe, muchos componentes ingenieriles se consideran rgidos porque su deformacin es despreciable en comparacin con sus movimientos relativos.

CONCEPTOS GENERALESLas similitudes entre maquinas y mecanismos son:

ambos son combinaciones de cuerpos rgidos.

el movimiento relativo entre los cuerpos rgidos esta limitado.

CONCEPTOS GENERALESLa diferencia entre una maquina y un mecanismo es que la maquina transforma energa para realizar un trabajo mientras que los mecanismos no necesariamente cumplen esta funcin.

En general, una maquina esta compuesta de varios mecanismos.CIENEMATICA Y MECANISMOUn mecanismo es una parte de una maquina formado por elementos ligados para producir movimiento definido

CIENEMATICA Y MECANISMOEl piston, la biela y la manivela de un motor de combustion interna, o de un compresor de aire, es un mecanismo.

CIENEMATICA Y MECANISMOLa CINEMATICA es el estudio del movimiento sin tener en cuenta las fuerzas que lo producen, o el estudio de las posiciones, geometria, desplazamiento, rotaciones, velocidades y acelaraciones.

LA SINTESIS CINEMATICA ES EL MEDIO UTILIZADO PARA ENCONTRAR LA GEOMETRIA DE UN MECANISMO QUE DE LAS CARACTERISTICAS DE MOVIMIENTO DESEADA.

Etria, 11TERMINOLOGIAAparte de las definiciones anteriores, para analizar eficientemente a los mecanismos, es necesario definir algunos trminos y conceptos.LOS MECANISMOS:MQUINAS EN MOVIMIENTO.El ser humano necesita realizar tareas que sobrepasan su capacidad fsica o intelectual: mover rocas enormes, elevar coches para repararlos, transportar objetos o personas a grandes distancias, cortar rboles, resolver gran nmero de operaciones matemticas en poco tiempo

Etria, 13LOS MECANISMOS:MQUINAS EN MOVIMIENTO.Para solucionar este problema se inventaron las MQUINAS

La funcin de las MQUINAS es reducir el esfuerzo necesario para realizar un trabajo.

Etria, 14EJEMPLOS

Etria, 15EJEMPLOS

Etria, 16PARTES DE UNA MAQUINA3 elementos principales:

Elemento motriz: dispositivo que introduce la fuerza o el movimiento en la mquina. Suele tratarse de un motor (de gasolina o elctrico), de esfuerzo muscular (de una persona o un animal), una fuerza natural (viento, corriente de agua de un rio), etc.

Etria, 17PARTES DE UNA MAQUINA3 elementos principales:

2) Mecanismo: dispositivo que traslada el movimiento del elemento motriz al elemento receptor.

Etria, 18PARTES DE UNA MAQUINA3 elementos principales:

3) Elemento receptor: recibe el movimiento o la fuerza

Etria, 191) Elemento motriz: fuerza muscular del ciclista sobre los pedales.2) Mecanismo: cadena.3) Elemento receptor: ruedasEjemplo: BICICLETA

MECANISMOS.Toda mquina contiene uno o varios mecanismos que le sirven para controlar o transformar el movimientoproducido por el elemento motriz.

Etria, 21MECANISMOS.Los mecanismos son las partes de las mquinas encargadas de transmitir o transformar la energa recibida del elemento motriz (una fuerza o un movimiento), para que pueda ser utilizada por los elementos receptores que hacen que las mquinas funcionen.

Etria, 22MECANISMOS.

Etria, 23

TIPOS DE MECANISMOSTipos de mecanismosTransmisin del movimiento

Transformacin del movimiento

Lineal

Circular

PalancaPolea mvilPolipastoPolea fijaSistema de poleas con correaEngranajesRuedas de friccinTornillo sin finSistema de engranajes con cadenaCircular en rectilneo

Circular en Rectilneo alternativoPin-cremalleraManivela-tornoTornillo-tuercaBiela-manivelaLevaCigealExcntrica24TIPOS DE MOVIMIENTOS DE MECANISMOS

http://www.juntadeandalucia.es/averroes/recursos_informaticos/andared02/maquinas/

TIPOS DE MECANISMOSDependiendo del tipo de movimiento de entrada y salida de una mquina, y por tanto, de la funcin que el mecanismo realiza en la mquina, se pueden distinguir dos tipos de mecanismos:

1. Mecanismos de transmisin del movimiento.2. Mecanismos de transformacin del movimiento.TIPOS DE MECANISMOS1. Mecanismos de transmisin del movimiento.Son los mecanismos necesarios cuando el elemento motriz y el elemento receptor presentan el mismo tipo de movimiento (lineal lineal circular circular). Los mecanismos de transmisin reciben la energa o movimiento del elemento motriz y lo trasladan (transmiten) al elemento receptor.

Ejemplo: el mecanismo de transmisin por cadena de la bicicleta.TIPOS DE MECANISMOS2. Mecanismos de transformacin de movimiento.Son los mecanismos necesarios cuando el elemento motriz y el elemento receptor presentan distinto tipo de movimiento (lineal circular circular lineal).

Los mecanismos de transformacin reciben la energa o movimiento del elemento motriz, transforman el tipo de movimiento para adecuarlo al elemento receptor, y finalmente lo transmiten al elemento receptor.

Ejemplo: mecanismo biela-manivela de transformacin lineal a circular en la locomotora de vapor.

En las antiguas locomotoras de vapor, el movimiento lineal generado por el motor de vapor es convertido en movimiento circular para mover las ruedas de la locomotora.

De ello se encarga el mecanismo llamado BIELA-MANIVELA.

El mecanismo est formado por dos operadores: dos barras llamadas BIELA Y MANIVELA.BIELA Y MANIVELAEl mecanismo biela-manivela, consiste en tres barras articuladas:

OA es la manivela.AB la biela.BC es la varilla.

BIELA Y MANIVELACon este mecanismo conseguimos: transmitir un movimiento y transformar un movimiento de rotacin en translacin o viceversa, con lo cual este mecanismo es reversible.

La velocidad "v" de translacin (o mbolo) y la de rotacin w de la manivela, se relacionan mediante la formula:

v = w d

EJEMPLOS DE MANIVELA Y BIELA

EJEMPLOS DE MANIVELA Y BIELA

Supongamos que la manivela tiene radio r, y la biela tiene una longitud l (l>2r). La manivela gira con velocidad angular constante , y el pistn oscila. La posicin del pistn respecto del centro de la rueda es

Si situamos el origen en la posicin del pistn para =90.

r sen = l sen

x=r cos +l cos

UNA ESTRUCTURA es una combinacin de piezas de material resistente capaz de soportar cargas o transmitir fuerzas pero que no tiene movimiento relativo en sus partes.

Cinemtica es el estudio del movimiento independientemente de las fuerzas que lo producen. De manera mas especifica, LA CINEMTICA es el estudio de la posicin, el desplazamiento, la rotacin, la velocidad y la aceleracin.

CINTICA es el estudio de las fuerzas que originan el movimiento.ESTRUCTURA, CINEMTICA Y CINTICACon los conceptos anteriores y para reforzar el concepto de mecanismo resulta til mencionar una analoga directa entre los trminos estructura, mecanismo y maquina.

EL TERMINO ESTRUCTURA ES A LA ESTTICA LO QUE EL TERMINO MECANISMO ES A LA CINEMATICA Y EL TERMINO MAQUINA ES A LA CINETICA.ESTRUCTURA, CINEMTICA Y CINTICAUn eslabn es una pieza rgida de una maquina o un componente de un mecanismo.

La suposicin de rigidez indica que no puede haber movimiento relativo (cambio de distancia) entre dos puntos del eslabn seleccionados arbitrariamente.ESLABON

ESLABON BINARIOESLABON TERNARIOESLABON CUATERNARIONODOSUniones entre dos o mas eslabones (que es un nodo) la cual permite algn movimiento potencial entre los eslabones conectados, conocidas tambin como pares cinemticas

JUNTAS1 GL1 GL1 GL2 GL

CADENA CINEMATICA

Cuando varios eslabones estn conectados mvilmente por medio de articulaciones, se dice que constituyen una cadena cinemtica.

CADENA CINEMATICA

Si cada eslabn de la Cadena se conecta por lo menos con otros dos, esta forma uno o mas circuitos cerrados y en tal caso recibe el nombre de cadena cinemtica cerrada.

SI la cadena no forma circuitos cerrados, se le conoce como cadena cinemtica abierta.

Se usa el trmino CADENA CINEMTICA para especificar una disposicin particular de eslabones y articulaciones, cuando no se ha especificado con claridad cul eslabn se usar como fijo o de referencia.

Una vez que se estipula el eslabn de referencia, la cadena cinemtica se convierte en MECANISMO.

Con base en el tipo de movimiento, se determinar el nombre de cada eslabn como sigue:Bancada (Frame)Es el eslabn fijo de un mecanismo.

Manivela (Crank)Eslabn con un eje de rotacin fijo, el cual describe un movimiento de rotacin completa.

Biela (Coupler)

Este eslabn no posee ejes de rotacin fijos en ningn punto y tiene movimiento plano general.

Este eslabn, tambin llamado acoplador, comnmente conecta a los eslabones de entrada y salida.Balancn (Rocker)

Eslabn que oscila un cierto ngulo y regresa su direccin, en un cierto intervalo, alrededor de un eje de rotacin fijo.

Corredera (Slider)Eslabn que posee un movimiento de traslacin a lo largo de la bancada.

Collarn (Slider)Eslabn que se desliza a lo largo de un eslabn mvil.

Un eslabn simple es un cuerpo rgido que posee slo dos pares de unin, los cuales se conectan a otros eslabones.

Un eslabn complejo es un cuerpo rgido que contiene ms de dos pares de unin.Es una conexin mvil entre dos eslabones y permite movimiento relativo entre los eslabones de un mecanismo.

Los pares cinemticos se dividen en superiores e inferiores, y a esta ltima categora pertenecen los seis tipos que se analizarn a continuacin.

PAR CINEMTICO (JOINT)El par giratorio o revoluta slo permite rotacin relativa y, por consiguiente, posee un grado de libertad. Con frecuencia, este par se denomina articulacin de pasador o de espiga.PAR CINEMTICO (JOINT)

EL par prismtico slo permite movimiento relativo de deslizamiento o traslacin y, por ende, se denomina casi siempre articulacin de deslizamiento. Tambin posee un solo grado de libertad.PAR CINEMTICO (JOINT)

El par de tornillo o par helicoidal cuenta con un solo grado de libertad porque los movimientos de deslizamiento y rotacin estn relacionados por el ngulo de hlice de la rosca. Por tanto, la variable del par se puede elegir como "x" o ", pero no ambas. Ntese que el par de tornillo se convierte en una revoluta si el ngulo de hlice es cero, y en un par prismtico si dicho ngulo se hace 90.PAR CINEMTICO (JOINT)

El par cilndrico permite tanto rotacin angular como un movimiento de deslizamiento independiente. Por consiguiente, el par cilndrico tiene dos grados de libertadPAR CINEMTICO (JOINT)

El par globular o esfrico es una articulacin de rtula. Posee tres grados de libertad, una rotacin alrededor de cada uno de los ejes coordenados.PAR CINEMTICO (JOINT)

El par planar rara vez se encuentra en los mecanismos en su forma no disfrazada. Tiene tres grados de libertad.PAR CINEMTICO (JOINT)

Todos los dems tipos de articulaciones se conocen como pares superiores. Entre los ejemplos clsicos estn los dientes de engranes acoplados, una rueda que va rodando sobre un riel, una bola que rueda sobre una superficie plana y una leva que hace contacto con su seguidor de rodillo.

PAR CINEMTICO (JOINT)

Entre los pares superiores existe una categora denominada PARES ENVOLVENTES. Por ejemplo, la conexin entre una banda y una polea, entre una cadena y una catarina o entre un cable y un tambor.PAR CINEMTICO (JOINT)

Para que un mecanismo sea til, los movimientos entre los eslabones no pueden ser completamente arbitrarios, estos tambin deben restringirse para producir los movimientos relativos adecuados.

Los eslabones pueden estar en contacto unos con otros de varias formas. PAR CINEMATICO

El contacto puede realizarse en:

UNA SUPERFICIE.

A LO LARGO DE UNA LINEA

EN UN PUNTO.

PAR CINEMATICOLa parte de dos eslabones que hacen contacto se conoce como un par de elementos o par cinemtico.Los pares cinemticos suelen clasificarse en dos categoras:

Pares inferiores son aquellos en los cuales el contacto entre dos eslabones se realiza a travs de una superficie.Pares superiores son aquellos en los cuales el contacto entre dos eslabones se realiza a travs de una lnea o un punto.PAR CINEMATICO

PARES INFERIORES

Para el anlisis del movimiento de una mquina, es frecuentemente difcil visualizar el movimiento de los componentes de un dibujo de ensamble completo

La figura muestra una mquina que usa manerales sobre una lnea de ensamble. DIAGRAMAS CINEMTICOSDIAGRAMAS CINEMTICOS

Un motor produce una fuerza rotacional, el cual impulsa a un mecanismo que mueve el cigeal de un equipo sincronizado.

Como se puede ver, un esquema de la mquina completa se vuelve complejo, y es difcil localizar el movimiento del mecanismo a considerar.Un diagrama cinemtico se debe dibujar a una escala proporcional al mecanismo real.

Por conveniencia, se numeran los eslabones, iniciando con la bancada como eslabn nmero 1.

Para evitar confusin, los pares cinemticos se marcarn con letras (R para revolutas y P para prismticos) con dos nmeros como subndices, los cuales representarn a los eslabones que contactanEjemplo 1. La figura muestra una guillotina, la cual es usada para cortar tablillas laminadas electrnicas. Dibujar el diagrama cinemtico

SOLUCIN:

1. Identifique la bancada o eslabn fijo.

El primer paso para construir un diagrama cinemtico es decidir la pieza que ser designada como la bancada. El movimiento de todos los dems eslabones ser relativo con respecto a la bancada. En otras palabras, su seleccin es obviamente que se considerar firme con respecto a la tierra.

En este problema, la base grande, la cual est atornillada a la mesa, se designar como la bancada. La base ser etiquetada como el eslabn 1.

SOLUCIN:

2. Identifique los dems eslabones.

Cuidadosamente, observe y nombre los dems eslabones con base en su nmero. Estos eslabones son:

Eslabn 2: BalancnEslabn 3: CorrederaEslabn 4: Biela

SOLUCIN:

3. Identifique los pares cinemticos.

Existen tres revolutas que son usadas para conectar tres eslabones diferentes. Esas revolutas son R12, R23 y R34.

El cortador representar un par prismtico, ya que se desliza a lo largo de la bancada. Este par prismtico es P14. Debido a que este par cinemtico posee el nmero 1, este par tambin ser, como anteriormente se marc, una correderaSOLUCIN:

4. Identifique algn punto de inters.

Finalmente, el movimiento del extremo del maneral (balancn) es deseado. Este es designado como el punto de inters X.

SOLUCIN:

5. Dibuje el diagrama cinemtico.

El diagrama cinemtico se muestra en la siguiente figura:

Ejemplo 2. La figura muestra la pinza de presin. Dibuje el diagrama cinemtico

SOLUCIN:1. Identifique la bancada o eslabn fijo.

El primer paso para construir un diagrama cinemtico es decidir la pieza que ser designada como la bancada.

En este problema, ninguna pieza est fija a la tierra. As, la seleccin de la bancada es arbitraria.

El maneral superior ser designado como la bancada.

El movimiento de todos los dems eslabones es determinado relativos al maneral superior. El maneral superior ser el eslabn 1.SOLUCIN:

2. Identifique los dems eslabones.Cuidadosamente, observe y nombre los dems eslabones con base en su nmero. Estos eslabones son:

Eslabn 2: BielaEslabn 3: BalancnEslabn 4: Balancn

SOLUCIN:

3. Identifique los pares cinemticos.

Existen cuatro revolutas, las cuales son conectadas a diferentes eslabones. Esas revolutas son R13, R23, R24 y R14.

SOLUCIN:

4. Identifique algn punto de inters.

El movimiento del extremo de la quijada inferior es deseado y se designa como el punto de inters X. Finalmente, el movimiento del maneral inferior es tambin deseado y se designa como el punto de inters Y.SOLUCIN:

5. Dibuje el diagrama cinemtico.El diagrama cinemtico se muestra en la siguiente figura:

El primer paso para el anlisis o diseo de un mecanismo es encontrar el numero de grados de libertad o movilidad de un mecanismo. MOVILIDAD

La movilidad de un mecanismo es el numero de parmetros de entrada que se deben controlar independientemente, con el fin de llevar el mecanismo a una posicin en particular.MOVILIDAD

MECANISMO DE 6 BARRASARTICULADASPARAMETROS PARA MEDIR LAS POSICIONES EN EL ESPACIOQUE SON LOS GRADOS DE LIBERTAD

MOVILIDAD MECANISMO ESTRUCTURAESTRUCT. PRECARGADAGDL = 1 O MAS GDL = 0 GDL= -1

JUNTA DE PAR LOBULAR O ESFERICO CON 3 GRADOS DE LIBERTADQUE SON LOS GRADOS DE LIBERTAD

EJEMPLOS DE GRADOS DE LIBERTAD EN JUNTAS

Para encontrar una relacin que nos permita encontrar el numero de grados de libertad de un mecanismo se puede tomar en cuenta que:

Un eslabn de un mecanismo plano posee tres grados de libertad antes de conectarse.

Un mecanismo tiene siempre un eslabn fijo.

Tomando en cuenta los dos puntos anteriores, un mecanismo de n eslabones tiene 3(n - 1) grados de libertad antes de conectarse.

Al conectar dos eslabones usando un par con dos grados de libertad, se proporciona una restriccin.

Cuando las restricciones de todas las articulaciones se restan del total de grados de libertad de los eslabones no conectados se encuentra la movilidad del mecanismo conectado.

Al conectar dos eslabones usando un par con un grado de libertad, se aplican dos restricciones entre los eslabones conectados.

Una forma ms general de la ecuacin de Kutzbach-Gruebler para los acoplamientos coplanaresMovilidad del acoplamiento mecnico.

CALCULO DE GRADOS DE LIBERTAD EN JUNTASEJERCICIO

EJERCICIO

EJERCICIO

LA PALANCA Es un operador compuesto de una barra rgida que oscila sobre un eje (fulcro).

Segn los puntos en los que se aplique la potencia (fuerza que provoca el movimiento) y las posiciones relativas de eje y barra, se pueden conseguir tres tipos diferentes de palancas a los que se denominan de:

PRIMERO, SEGUNDO Y TERCER GNERO (O GRADO)

LA PALANCA

PRIMERO SEGUNDO TERCER GNERO (O GRADO)R=resistencia F = fulcroP= potenciaLA PALANCAEl esqueleto humano est formado por un conjunto de palancas cuyo punto de apoyo (fulcro) se encuentra en las articulaciones y la potencia en el punto de unin de los tendones con los huesos; es por tanto un operador presente en la naturaleza.

LA PALANCALA PALANCA

PALANCA PRIMER GRADOPermite situar la carga (R, resistencia) a un lado del fulcro y el esfuerzo (o P, potencia) al otro, lo que puede resultar muy cmodo para determinadas aplicaciones (alicates, patas de cabra, balancines...).

102PALANCA PRIMER GRADOEsto nos permite conseguir que la potencia y la resistencia tengan movimientos contrarios cuya amplitud (desplazamiento de la potencia y de la resistencia) depender de las respectivas distancias al fulcro.

BP = BRAZO DE PALANCABR = BRAZO DE RESISTENCIA103

PALANCA PRIMER GRADO

104La resistencia R se encuentra entre el punto de apoyo FULCRO y la fuerza aplicada P POTENCIAEl efecto de fuerza aplicada siempre se ve aumentado.

PALANCA DE SEGUNDO GRADO105

PALANCA DE SEGUNDO GRADO

106PALANCA DE TERCER GRADOLa fuerza aplicada P se encuentra entre el punto de apoyo FULCRO y la resistencia R.El efecto de la fuerza aplicada siempre se ve disminuido.

107EJEMPLOS

Una balanza romana puede considerarse como una mquina:Simple y sencillaCompuesta y complejaCompuesta y sencillaSimple y compuesta

En el esqueleto humano aparecen multitud de palancas, de qu grado son?

Primer gradoSegundo gradoCuarto gradoTercer grado

108La fuerza que provoca el movimiento en las palancas recibe el nombre de:

PotenciaResistenciaFulcroFuerza EJERCICIOSCalcular la fuerza que tenemos que hacer para mover el peso R con una palanca de primer grado. Sabemos que la distancia del peso R al punto de apoyo es de 50 cm, la distancia de fuerza al punto de apoyo es de 150 cm y que el peso a mover es de 100 Kg.

Dibujar la palancaQue genero esY calcular PEJERCICIOSCalcular la fuerza que tenemos que hacer para mover el peso R con una palanca de segundo grado. Sabemos que la distancia del peso R al punto de apoyo es de 20 cm, la distancia de la potencia al punto de apoyo es de 60 cm y que el peso a mover es de 240 Kg.

Dibujar la palancaQue genero esY calcular PEJERCICIOS

Dibujar la palancaQue genero esY calcular PEJERCICIOSDibujar la palancaQue genero esY calcular BP

EJERCICIOSDibujar la palancaQue genero esY calcular R

EJERCICIOSDibujar la palancaQue genero esY calcular P

EJERCICIOSDibujar la palancaQue genero esY calcular P

POLEASPOLEA FIJA:

Una polea fija se encuentra en equilibrio cuando la fuerza aplicada, es igual a la resistencia, que presenta la carga.

POLEASPOLEA MOVIL (VERTICALES):

En las poleas mviles la fuerza para lograr el equilibrio la fuerza se divide por dos siempre y cuando las cuerdas estn verticales (sin formar un ngulo). Reduce el esfuerzo para levantar una carga.

POLEASPOLEA MOVIL (DIAGONALES):

En las poleas mviles la fuerza para lograr el equilibrio la fuerza se divide por dos siempre y cuando las cuerdas estn verticales (sin formar un ngulo)

POLEA MULTIPLEEs un conjunto de dos poleas, una de las cuales se encuentra fija, mientras que la otra puede desplazarse linealmente.Una polea mvil se encuentra en equilibrio cuando se cumple la siguiente igualdad:

POLEAS

n300 kg120POLIPASTO POTENCIAL:

Es un tipo especial de montaje de poleas fijas y mviles. Consta de un nmero par de poleas, la mitad de las cuales son fijas, mientras que la otra mitad son mviles.Un polipasto se encuentra en equilibrio cuando se cumple esta igualdad:

n121

122

RUEDAS DE FRICCINLa relacin entre las velocidades de giro de las ruedas o poleas depende del tamao relativo de dichas ruedas y se expresa mediante la siguiente ecuacin:

123SISTEMA DE CORREAS CON POLEASe trata de dos poleas o ruedas situadas a cierta distancia que giran simultneamente por efecto de una correa.

El giro de un eje se transmite a otro a travs de las poleas acopladas a ambos. Las dos poleas y los dos ejes giran en el mismo sentido.

124ENGRANAJES O RUEDAS DENTADASSon juegos de ruedas que poseen salientes denominados dientes, que encajan entre s, de modo que unas ruedas arrastran a las otras. Permiten transmitir un movimiento circular entre dos ejes prximos, ya sean paralelos, perpendiculares u oblicuos.Todos los dientes han de tener la misma forma y tamao.

125ENGRANAJES O RUEDAS DENTADASLa relacin entre las velocidades de giro de las ruedas depende del nmero de dientes de cada una y se expresa mediante la siguiente ecuacin:

N= RPMZ= NUMERO DE DIENTES

126TORNILLO SIN FINSe trata de un tornillo que se engrana a una rueda dentada helicoidal, cuyo eje es perpendicular al eje del tornillo.

Por cada vuelta del tornillo sin fin acoplado al eje motriz, la rueda dentada acoplada al eje de arrastre gira un diente.

127TORNILLO SIN FINEste sistema permite transmitir el movimiento desde el eje del elemento motriz (el tornillo) al eje de la rueda dentada.

De este modo se consigue una gran reduccin de la velocidad.

128 SISTEMA DE CATARINAS CON CADENAS DE RODILLOSConsiste en dos ruedas dentadas de ejes paralelos, situadas a cierta distancia la una de la otra, que giran simultneamente por efecto de una cadena metlica.

La cadena hace que el movimiento circular del eje 1 se transmita al eje 2 a travs de las catarinas 1 y 2.

129Los dos engranajes y los dos ejes giran en el mismo sentido.

El sistema de engranajes con cadena permite transmitir elevadas potencias sin prdida de velocidad, ya que la cadena o correa va enganchada a los dientes del engranaje y no existe posibilidad de deslizamiento entre cadena y rueda.

130VARIACIN DE LA VELOCIDADAdems de transmitir fuerzas y movimientos, los mecanismos de transmisin circular permiten variar la velocidad de dichos movimientos.

131Cuando las ruedas de los sistemas de ruedas de friccin o de poleas con correa son de igual tamao, giran a la misma velocidad. Sin embargo, cuando una rueda es mayor que otra, la de menor tamao gira ms rpidamente. La razn entre las velocidades de las dos ruedas viene dada por la relacin de transmisin.

132VARIACIN DE LA VELOCIDADSistema multiplicador: transforma la velocidad de entrada en una velocidad de salida mayor.Sistema constante: la velocidad de entrada y salida son iguales.Sistema reductor: transforma la velocidad de entrada en una velocidad de salida menor.

133VARIACIN DE LA VELOCIDAD

134VARIACIN DE LA VELOCIDAD

135VARIACIN DE LA VELOCIDAD

136TREN DE POLEAS CON CORREASe trata de un sistema de poleas (o ruedas) con correa, formado por ms de dos ruedas. La relacin entre las velocidades de giro de las ruedas motriz y conducida depende del tamao relativo de las ruedas del sistema y puede expresarse fcilmente en funcin de sus dimetros:

137TREN DE ENGRANAJESEs un sistema formado por ms de dos engranajes.

138

El movimiento circular del primer eje se transmite al segundo a travs de las ruedas 1 y 2. La rueda 3 gira simultneamente con la rueda 2 y transmite el movimiento a la rueda 4, con la que est engranda. Cada una de las ruedas de un par engranado gira en sentido opuesto a su pareja.La relacin entre las velocidades de giro de las ruedas motriz y conducida depende del nmero de dientes de los engranajes del sistema y se expresa mediante la siguiente ecuacin:

140SISTEMA PIN-CREMALLERASe trata de un pin o rueda dentada de dientes rectos, engarzados a una cremallera, una correa o barra dentada. Cuando la rueda dentada gira, la cremallera se desplaza con movimiento rectilneo.La relacin entre el nmero de vueltas del pin y la velocidad de avance de la cremallera se expresa mediante la siguiente ecuacin: L= Long. Recorrido de la cremallera; P = paso ; Z numero de dientes N = RPM

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SISTEMA TORNILLO-TUERCAConsta de un tornillo o varilla roscada y de una tuerca cuyo dimetro interior coincide con el dimetro del tornillo.

Si el tornillo gira y mantiene fija la orientacin de la tuerca, esta avanza con movimiento rectilneo por el eje roscado; y si gira la tuerca y se mantiene en la misma posicin, la varilla roscada, o tornillo, se desplaza linealmente.

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145CONJUNTO MANIVELA-TORNOLa manivela es una barra que est unida a un eje al que hace girar. La fuerza necesaria para que le eje gire es menor que la que habra que aplicarle directamente. El torno se basa en este mecanismo.Un torno esta en equilibro cuando se cumple esta ecuacin:

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147BIELA-MANIVELAEl conjunto manivela-tuerca est formado por una manivela y una barra denominada biela. Esta se encuentra articulada por un extremo con dicha manivela y por el otro con un elemento que describe un movimiento alternativo.Al girar la rueda, la manivela transmite el movimiento circular a la biela, que experimenta un movimiento de vaivn.

148CIGEALSi se coloca una serie de bielas en un mismo eje acodado, cada uno de los codos del eje hace las veces de manivela, y el conjunto se denomina cigeal.El cigeal transforma el movimiento de rotacin de un eje en los movimientos alternativos desacompasados de las diferentes bielas.

149LEVAEs una rueda con un saliente que empuja un seguidor a su paso.

La leva transforma el movimiento de rotacin de la rueda en un movimiento lineal alternativo del seguidor o varilla, que recorre el perfil de la leva cuando esta gira.

Un conjunto de levas colocadas sobre el mismo eje se denomina arbol de levas.

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153EXCNTRICALa excntrica consiste en una rueda cuyo eje de giro no coincide con el centro de la circunferencia. Transforma el movimiento de rotacin de la rueda en un movimiento lineal alternativo de la varilla.

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Eleje excntrico, que est situado paralelo al anterior pero a una cierta distancia R del mismo. Al girar el disco, este eje describe una circunferencia cuyo radio viene determinado por la distancia al eje de giro.155

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