(138307071) mecanismos-transmision

7/23/2019 (138307071) mecanismos-transmision

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MECANISMOS

A. Introducción.

Un mecanismo es un dispositivo que transforma el movimiento producido por un elementomotriz (fuerza de entrada) en un movimiento deseado de salida (fuerza de salida) llamadoelemento conducido.

Fuerza de

entrada MecanismoFuerza de

salida

Elemento motriz Elemento conducido

Estos elementos mecánicos suelen ir montados sobre los ejes de transmisión, que son piezascilíndricas sobre las cuales se colocan los mecanismos.

Existen dos rupos de mecanismos!

". #ecanismos de transmisión del movimiento.$. #ecanismos de transformación del movimiento.

En estos mecanismos podemos distinuir tres tipos de movimiento.

". #ovimiento circular o rotatorio, como el que tiene una rueda.$. #ovimiento lineal, es decir, en línea recta % de forma continua.&. #ovimiento alternativo! Es un movimiento de ida % vuelta, de vaiv'n. omo el de un

p'ndulo.

os mecanismos de transmisión son aquellos en los que el elemento motriz (o de entrada) % elelemento conducido (o de salida) tienen el mismo tipo de movimiento.

os mecanismos de transformación son aquellos en los que el elemento motriz % el conducidotienen distinto tipo de movimiento.

B. Mecanismos de transmisión del movimiento

omo su nombre indica, transmiten el movimiento desde un punto *asta otro distinto, siendo enambos casos el mismo tipo de movimiento. +enemos, a su vez, dos tipos!

". #ecanismos de transmisión lineal! en este caso, el elemento de entrada % el de salida

tienen movimiento lineal.$. #ecanismos de transmisión circular! en este caso, el elemento de entrada % el desalida tienen movimiento circular.

+ipos!

a) alanca! #ecanismo de transmisión lineal.b) -istema de poleas! #ecanismo de transmisión lineal.c) -istema de poleas con correa. #ecanismo de transmisión circular.d) -istema de ruedas de fricción! #ecanismo de transmisión circular.e) -istema de enranajes! #ecanismo de transmisión circular.



I. Palanca

Es un sistema de transmisión lineal. a palanca es una barra ríida que ira en torno a unpunto de apo%o o articulación. Es un punto de la barra se aplica una fuerza F con el fin devencer una resistencia R.a le% de la palanca dice! Una palanca está en equilibrio cuando el producto de la fuerza , por

su distancia d, al punto de apo%o es iual al producto de la resistencia / por su distancia r, alpunto de apo%o.

F·d = R·r

0a% tres tipos de palanca se1n donde se encuentre el punto de apo%o, la fuerza % laresistencia /.

II. Sistemas de oleas

Una polea es una rueda con una ranura que ira alrededor de un eje por la que se *ace pasaruna cuerda que permite vencer una resistencia / de forma cómoda aplicando una fuerza . 2e

este modo podemos elevar pesos *asta cierta altura. Es un sistema de transmisión lineal, puesel movimiento de entrada % salida es lineal.+enemos tres casos!

a! Polea "i#a$

a polea fija, como su nombre indica consta de una sola polea fija aal1n luar. a fuerza que debo aplicar para vencer una resistencia /es tal que!

uerza 3 /esistencia

4sí, si quiero levantar 56 7 de peso, debo *acer una fuerza de 56 7.

8o ano nada, pero es más cómodo.



%! Polea móvil

Es un conjunto de dos poleas, una de las cuales es fija % la otra móvil. En unapolea móvil la fuerza que debo *acer para vencer una resistencia / se reduce ala mitad. or ello, este tipo de poleas permite elevar más peso con menosesfuerzo.

4sí, si quiero levantar 56 7 de peso, me basta *acer una fuerza de $6 7.

c! Poliasto

Es un tipo de polea móvil con un n1mero par de poleas, la mitadson fijas % la otra mitad son móviles. En un polipasto, si quierovencer una resistencia / debo *acer una fuerza muc*o menor,de modo que

2onde n es el n1mero de poleas móviles.

En este ejemplo, este polipasto tiene tres poleas móviles (lasinferiores), por ello9 n3&

En este caso, el esfuerzo es oc*o veces menor. 4sí, si quiero levantar 56 7de peso, sólo debo ejercer una fuerza de : 7.

;;;. -istema de ruedas de fricción

onsisten en dos ruedas que se encuentran en contacto. Es un sistema detransmisión circular. ues la rueda de entrada (motriz) transmite el movimientocircular a una rueda de salida (conducida). El sentido de iro de la ruedaconducida es contrario al de la rueda motriz %, siempre, la rueda ma%or ira amenor velocidad que la otra. 8o están mu% extendidas porque son incapacesde transmitir muc*a potencia, pues se corre el rieso de que patinen lasruedas.

I&. Sistemas de oleas con correa.

-e trata de dos ruedas situadas a cierta distancia, que iran a la vez

por efecto de una correa. as correas suelen ser cintas de cueroflexibles % resistentes.

-e1n el tama<o de las poleas tenemos dos tipos!

1. -istema reductor de velocidad! En

este caso, la velocidad de la poleaconducida ( o de salida) es menor quela velocidad de la polea motriz (o desalida). Esto se debe a que la poleaconducida es ma%or que la poleamotriz.



Ejemplo de aplicación de un reductor.

$. -istema multiplicador de velocidad! Eneste caso, la velocidad de la poleaconducida es ma%or que la velocidad dela polea motriz. Esto se debe a que la

polea conducida es menor que la poleamotriz.

a velocidad de las ruedas se mide normalmente enrevoluciones por minuto (rpm) o vueltas por minuto.

Polea de entrada Polea de salida

2efinición! 2efinimos la relación de transmisión (i) como la relación que existe entre lavelocidad de la polea salida 'n(! % la velocidad de la polea de entrada 'n)!.

i 3 n( * n)

a relación de transmisión, como su nombre indica, es una relación de dos cifras, no unadivisión.

Ejemplo " ! -uponamos un sistema reductor de modo que

n" 3 velocidad de la polea motriz (entrada) es de 566 rpm.n$ 3 velocidad de la polea motriz (entrada) es de "66 rpm.

En este caso, la relación de transmisión es!

i = n( * n) = )++*,++ = - 'tras simli"icar!

Una relación de transmisión "!5 sinifica que la velocidad de la rueda de salida es cuatro vecesmenor que la de entrada.

Ejemplo $ ! -uponamos un sistema multiplicador de modo que

n" 3 velocidad de la polea motriz (entrada) es de "66 rpm. n $

3 velocidad de la polea conducida (salida) es de :66 rpm.

En este caso, la relación de transmisión es!

i = n( * n) = ++*)++ = *) 'tras simli"icar!

Una relación de transmisión :!" sinifica que la velocidad de la rueda de salida es cinco vecesma%or que la de entrada. 8ota que la relación es :=" % no :, pues ambos n1mero nunca debendividirse entre sí (todo lo más simplificarse).

a relación de transmisión tambi'n se puede calcular teniendo en cuenta el tama<o o diámetrode las poleas.

i = d) * d(



donde

d" 3 diámetro de la polea motriz (entrada). d$

3 diámetro de la polea conducida (salida).

-e puede calcular las velocidad de las poleas a partir de los tama<os de las mismas

n)·d) = n(·d(

expresión que tambi'n se puede colocar como9

n( *n) = d) *d(

Ejemplo!

+eno un sistema de poleas de modo que!

a polea de salida tiene 56 cm de diámetro % la de entrada $ cm de diámetro. -i la polea deentrada ira a $66 rpm

a) 0alla la relación de transmisiónb) 0alla la velocidad de la polea de salidac) >Es un reductor o un multiplicador?

/atos$ n" 3 velocidad de la polea entrada) es de $66 rpm.

n$ 3 velocidad de la polea salida es la incónita

d" 3 diámetro de la polea entrada es $ cmd$ 3 diámetro de la polea salida es 56 cm

a) i 3 d"= d$ 3 $=56 3 "=$6

b) n"@d" 3 n$@d$ $66 rpm@$ cm 3 n$@56 cm

n$ 3 ($66@$)=56 3 566=56 3 "6 rpm

c) Es un reductor porque la velocidad de la polea desalida es menor que la velocidad de la polea deentrada (n( 0 n)!.



&. 1ransmisión or en2rana#es

os enranajes son ruedas dentadas que encajan entre sí, de modo que, unas ruedastransmiten el movimiento circular a las siuientes.

El tama<o de los dientes de todos los enranajes debe ser iual.

os enranajes iran de modo que, los más peque<os iran a ma%or velocidad, de modosimilar al caso del sistema de poleas con correa. En este caso, en luar de tener en cuenta eldiámetro de la polea, se tienen el cuenta el n1mero de dientes de cada rueda.

íjate en el dibujo de la izquierda! -uponamos que, en este caso, la rueda ma%or es la ruedamotriz (entrada) % la rueda conducida es la menor. En este caso!

a rueda de entrada tiene $6 dientes. (A"3 $6).

a rueda de salida tiene "6 dientes. (A$3 "6)

-e puede intuir que la rueda conducida, que tiene la mitad de dientes que la motriz, irará al

doble de velocidad.

-e puede calcular las velocidad de los enranajes a partir de los tama<os de las mismas

n)·3) = n(·3(

-iendo! n" 3 velocidad del enranaje de entradan$ 3 velocidad del enranaje de salidaA" 3 n1mero de dientes del enranaje de entradaA$ 3 n1mero de dientes del enranaje de salida

os enranajes tienen la ventaja de que transmiten movimiento circular entre ejes mu%próximos % además transmiten muc*a fuerza (porque los dientes no deslizan entre sí), alcontrario que con el sistema de poleas con correa.

a relación de transmisión (i) en un sistema de enranajes se puede calcular del siuientemodo!

i = 3) * 3(

o tambi'n como 9

i = n( * n)

8ormalmente al enranaje ma%or se le llam a rueda % al m enor pi<ón.

4l iual que con el sistema de poleas con correa, *a% dos tipos de sistemas de transmisión por enranajes.

a) Reductor ! El pi<ón es el enranaje motriz % la rueda es el enranaje

conducido. En este caso, la velocidad de salida (rueda) es menor que lavelocidad de entrada (pi<ón).

b) Multilicador ! El pi<ón es el enranaje conducido % la rueda es el enranaje

motriz. En este caso, la velocidad de salida (pi<ón) es ma%or que la velocidadde entrada (rueda).



&I. 1ren de sistema de oleas 4 en2rana#es

Un tren de un sistema de poleas con correa consiste en la combinación de más de dos poleas.Beamos un ejemplo!

a rueda de entrada del sistema de poleas es la motriz " % la rueda de salida es la conducida &.

En este caso *a% cuatro ejes de transmisión. El movimiento circular del eje motriz se transmiteal eje $ a trav's de la polea motriz " % la conducida ". as poleas motriz $ % conducida " estáacopladas al mismo eje, iran a iual velocidad. a polea motriz $ transmite el movimiento a laconducida $ racias a la acción de otra correa. as poleas motriz & % conducida $ iran a iualvelocidad porque comparten el mismo eje. or 1ltimo % racias a una tercera correa elmovimiento circular se transmite desde la motriz & a la conducida&.

-e puede observar el movimiento circular se va reduciendo más a medida que a<adimos máspoleas % más correas, pues el tren de poleas lo constitu%en en realidad tres reductores.

n" 3 velocidad de la polea motriz "

n$ 3 velocidad de la polea conducida " 3 velocidad de la polea motriz $n& 3 velocidad de la polea conducida $ 3velocidad de la polea motriz &

n5 3 velocidad de la polea conducida &

a relación de transmisión del sistema es9

i = n, * n)

-e puede *allar esta relación de transmisión a partir de la relación de transmisión de cada par de poleas

E#emlo olea siendo

i = i)· i(· i5

i) = n( * n) = d) * d(

i( = n5 * n( = d( * d5

i5 = n, * n5 = d5 * d,



-i solo tenemos los diámetros de las poleas, se puede calcular la relación de transmisión con laexpresión

d(· d, 6 roducto del di7metro de las ruedas aresi = 888888888888888888888888888888 = 88888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

d)·

d5 6roducto del di7metro de las ruedas imares

os enranajes tambi'n se pueden combinar formando un tren de enranajes

on la ran ventaja de que, a diferencia del tren de poleas, ocupan muc*o menos espacio.

El funcionamiento es similar al tren de poleas, pero no existen correas.

a relación de transmisión del sistema al completo es id'ntico al caso de las poleas.

i = n, * n)

-e puede *allar esta relación de transmisión a partir de la relación de transmisión de cada par de enranajes.

i = i)· i(· i5siendo i) = n( * n) = 3) * 3(

i( = n5 * n( = 3( * 35

i5 = n, * n5 = 35 * 3,

S9 solo tenemos el n:mero de dientes de cada en2rana#e; o%tenemos unae<resión similar al caso de las oleas.

3(· 3, 6 roducto del n:mero de dientes de las ruedas aresi = 888888888888888888888888888888 = 8888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

3)· 35 6 roducto del n:mero de dientes de las ruedas imares



&II. En2rana#es con cadena

Este sistema de transmisión consiste en dos ruedas dentadas de ejes paralelos, situadas acierta distancia la una de la otra, % que iran a la vez por efecto de una cadena que enrana aambas. Es el mecanismo que emplean las bicicletas. a relación de transmisión se calculacomo en el caso de los enranajes.

&III. 1ornillo sin"9n

-e trata de un tornillo que se enrana a una rueda dentada, cu%o eje es perpendicular al eje deltornillo. or cada vuelta del tornillo sinfín acoplado al eje motriz, la rueda dentada acoplada aleje de arrastre ira un diente.

Este sistema tiene una relación de transmisión mu% baja, es decir, es un excelente reductor develocidad. -e emplea, por ejemplo, en las clavijas que tensan las uitarras.

El elemento motriz es el tornillo % el elemento conducido es la rueda dentada. 8U84 4 4;8BE/-4.

-i la rueda de salida tiene 3 dientes, la relación de transmisión de este sistema se calculacomo9

i = )* 3

En este ejemplo de tornillo sinfín, la rueda dentada tiene $6dientes! 4sí pues, la relación de transmisión es 9

i 3 "=$6, es decir, por cada $6 vueltas que ire el tornillo, la rueda

sólo ira una vuelta.

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