lunes, 13 de mayo de 2013
miércoles, 10 de abril de 2013
Mecanismos que transforman movimientos de rotación en movimientos rectilíneos
Piñón-cremallera
Este sistema transforma el movimiento
circular en rectilíneo por medio de dos elementos dentados: Un piñón
que gira sobre su propio eje y una barra dentada denominada cremallera.
Los dientes pueden ser rectos o helicoidales.
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Tiene diferentes
aplicaciones:
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Taladradora de columna: El conjunto piñón-cremallera lo componen la manivela de mando,
que lleva en un extremo un piñón, y el eje portabrocas, que lleva tallada la
cremallera.
Al girar la manivela, el eje portabrocas avanza en sentido rectilíneo.
Caja de dirección de un automóvil: El piñón está solidario a la barra de dirección y al volante, y
los extremos de la cremallera se encargan de orientar las ruedas.
La cremallera puede considerarse como una
rueda dentada de radio infinito, cuyo módulo debe coincidir con el del piñón.
Tornillo y tuerca
Este sistema sirve como elemento de unión entre dos o más
piezas. Pero, además posee unas características que le permiten que
se pueda utilizar para transmitir el movimiento. Se compone de una varilla
roscada y una pieza con un agujero roscado.
Al girar la
varilla, permaneciendo fija la tuerca, hace
que esta última se desplace en sentido longitudinal del eje, con lo que se
consigue transformar un movimiento circular uniforme en otro lineal.
Transmisión entre ejes perpendiculares
Transmisión entre ejes perpendiculares
Transmisión entre ejes que se cortan
Los engranajes suelen ser:
·
De dientes rectos: engranajes cónicos.
·
De dientes helicoidales: engranajes cónicos helicoidales.
Ambos tipos
tienen las superficies primitivas troncocónicas. Esta transmisión permite
transferir esfuerzos importantes pero, al mismo tiempo, se
generan grandes fuerzas axiales.
Transmisión entre ejes que se cruzan
Existen dos formas básicas
Tornillo sinfín y rueda cóncava: Tiene la ventaja de que solamente se puede transmitir el movimiento
del tornillo a la rueda cóncava (corona) y nunca al revés, lo que
permite que se pueda utilizar en aplicaciones en las que una vez que el
motor se ha parado, no sea arrastrado por el propio peso.
Permite la transmisión
de esfuerzos muy grandes y a la vez tiene una relación de transmisión muy
baja.
El mecanismo
consta de una rueda conducida dentada, y un tornillo, que es la rueda motriz.
Ejemplo de ello
pueden ser los tornos para sacar agua o subir materiales, ascensores, etc.
Transmisión entre ejes
Transmisión entre ejes paralelos
Normalmente el tallado de los dientes es sobre la superficie exterior de
la rueda, aunque también puede ser interior. Veamos los subtipos:
Dientes Rectos
Son los más sencillos de fabricar y se utilizan en máquinas para transmitir
pequeños esfuerzos. Se emplea en maquinaria que utilice ejes cuya velocidad
no es muy elevada, ya que es un sistema ruidoso y causa vibración.
Además de producir mucho ruido, tiene el inconveniente de transmitir el
esfuerzo sólo sobre el diente que está engranado.
Para caracterizar una rueda dentada con dientes rectos, es necesario
definir una serie de parámetros básicos que
son:
·
Diámetro primitivo (dp): es el correspondiente a la denominada
circunferencia primitiva. Dicha circunferencia es la que tendría una rueda de
fricción con la misma relación de transmisión. Por eso, cuando dos ruedas
dentadas engranan, sus circunferencias primitivas son tangentes entre sí.
·
Diámetro exterior (de): es el correspondiente a la circunferencia que limita
exteriormente los dientes.
·
Diámetro interior (di): es el que corresponde a la circunferencia que limita interiormente
los dientes.
·
Módulo (m): es el cociente entre el diámetro primitivo dp y el número de
diente z que posee la rueda
Esta magnitud se mide en mm, normalmente.
· Paso circular (p): es el arco de la circunferencia primitiva
limitado entre dos flancos homólogos de dos dientes consecutivos. El paso se
puede obtener dividiendo la longitud de la circunferencia primitiva Lp entre el número de dientes
Dientes helicoidales
Tienen la particularidad de que varios dientes están engranados a la
vez. Esto da lugar a que el esfuerzo de flexión se reparta entre ellos
durante la transmisión, lo que hace que las posibilidades de rotura sean
menores. Además, así se disminuye el ruido durante el funcionamiento.
El único inconveniente es que al estar inclinados los dientes se produce
una fuerza axial (en el sentido de los ejes) sobre los cojinetes de
apoyo del eje.
Dientes en V
Estos
engranajes conservan las ventajas de los anteriores con un diseño que
contrarresta las fuerzas axiales.
Mecanismos y sistemas mecánicos
Un mecanismo es un conjunto de elementos, conectados entre sí por
medio de articulaciones móviles y cuya misión es:
- transformar una velocidad en otra velocidad
- transformar una fuerza en otra fuerza
- transformar una trayectoria en otra
diferente o
- transformar un tipo de energía en otro tipo
distinto.
Según el número de elementos, los mecanismos se pueden clasificar como:
- Simples: si tienen dos elementos de enlace.
-
Complejos: si tienen más de dos elementos de enlace. A partir de aquí,
definimos sistema mecánico
- Un sistema mecánico o máquina es una combinación
de mecanismos que transforma velocidades, trayectorias, fuerzas o
energías mediante una serie de transformaciones intermedias.
Los movimientos que puede describir un elemento de un mecanismo son:
- Movimiento rectilíneo: en un único sentido
- Movimiento alternativo: o movimiento de
vaivén.
- Moviendo circular o de rotación
Los mecanismos (y por extensión los sistemas mecánicos) constan de los
siguientes elementos básicos:
1.
Sistema motriz o sistema de entrada: recibe la energía de entrada, la
cual será transformada o transmitida. En un automóvil sería el motor.
2.
Sistema transmisor: medio que permite modificar la energía o el
movimiento proporcionado por el sistema motriz. En un automóvil este sistema
estaría compuesto por ejes de transmisión, embragues, caja de cambios, …
3.
Sistema receptor o sistema de salida: realiza el trabajo con la salida
que le proporciona el sistema transmisor, y es el objetivo del sistema
mecánico. En un automóvil este sistema estaría compuesto por las ruedas
motrices.
Los mecanismos se pueden clasificar en dos grandes grupos diferenciados:
a) Sistemas de transmisión del movimiento: En este caso el sistema motriz
y el sistema receptor tienen el mismo tipo de movimiento. En base a esto,
podemos encontrar dos tipos de sistemas de transmisión:
o Mecanismos de transmisión lineal:
movimiento rectilíneos en
movimientos rectilíneos
(poleas, palancas, etc)
o Mecanismos de transmisión circular:
movimientos de rotación
en otra rotación
(transmisión por correas, con cadenas, engranajes, …)
b) Sistemas de transformación del movimiento: En este caso el sistema
motriz y el sistema receptor tienen distinto tipo de movimiento. En base a
esto, podemos encontrar dos tipos de sistemas de transformación:
o Mecanismos que transforman el movimiento circular en
rectilíneo o Mecanismos que transforman el movimiento circular en alternativo
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