Teoria mecanismes (3ESO)

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  • 1. MECANISMOS - II

2. MECANISMOS. Son elementos destinados a trasmitir y transformar fuerzas y movimientos desde un elemento motriz (motor) a un elemento receptor. Permiten al ser humano realizar determinados trabajos con mayor comodidad y menor esfuerzo. Clasificacin de los mecanismos. 3. DE TRASMISIN LINEAL Palanca.Se encuentra en equilibrio cuando el producto de la fuerza, F, por su distancia, D, al punto de apoyo es igual a la resistencia, R, por su distancia, r, al punto de apoyo. Matemticamente se expresa as:F . d = R . rLas fuerzas se expresan en newtons y las distancias en centmetros. 4. Tipos de palancas. Ejemplos: balancn, tenazas o pinza de ropa Ejemplos: cascanueces, abrebotellas o carretillo de mano Ejemplos: caa de pesca, pinzas de hielo o escoba Polea fija. Se encuentra en equilibrio cuando la fuerza aplicada, F, es igual a la resistencia, R, que representa la carga, cuando:F = R Permite elevar y bajar cargas con facilidad. Se utiliza en pozos, aparatos de musculacin . 5. Polea mvil. Consta de dos poleas, una fija y otra se desplaza linealmente. Se encuentra en equilibrio cuando:F =R / 2 Permite elevar cargas con menos esfuerzo. Polipasto. Consta de un nmero par de poleas, la mitad de las cuales son fijas, y la otra mitad mviles.Se encuentra en equilibrio cuando:F = R / 2nn es el n de poleas mviles.Se emplean en ascensores, montacargas, gras.. 6. DE TRANSMISIN CIRCULAR Ruedas de friccin.Son sistemas de dos o ms ruedas que se encuentran en contacto. Una de las ruedas (1) se denomina motriz o de entrada, pues al moverse provoca el movimiento de la ruedade salida (2), que es arrastrada o conducida por la primera.La relacin entre velocidades de giro y dimetro depende de la ecuacin:N 1. D 1= N 2. D 2 Donde N 1y N 2 son las velocidades de las ruedas conductora y conducida, se expresan en revoluciones por minuto (rpm). D 1y D 2los dimetros que se expresan en milmetros normalmente. Al cociente D 1/ D 2se le llama relacin de transmisin. Poleas con correa.Son dos poleas separadas cierta distancia de ejes paralelos y que giran a la vez por efecto de una correa. La relacin es la misma que en el caso anterior: N 1. D 1= N 2. D 2 7. Engranajes o ruedas dentadas La relacin entre velocidades de giro y el nmero de dientes se expresa por:N 1. Z 1= N 2. Z 2Siendo N 1y N 2las velocidades en rpm y Z 1y Z 2el n de dientes. El cociente Z 1/ Z 2se denomina relacin de transmisin. Las dos ruedas y sus ejes giran en sentido contrario. 8. Tornillo sin fin. Este mecanismo consigue una gran reduccin de la velocidad, la relacin es: Ntornillo . 1 = Nrueda. Zrueda Zrueda =Ntornillo/ Zrueda Sistema de engranajes concadena. El sistema cuenta con dos ruedas dentadas de ejes paralelos, situadas a cierta distancia, que giran al estar engranadas por una cadena metlica o correa de neopreno. La relacin es:N 1. Z 1= N 2. Z 2 9. Variacin de la velocidad. Cuanto mayor es la velocidad, menor ser la velocidad trasmitida al elemento receptor, y viceversa. 10. Tren de poleas con correa Se trata de un sistema formado por ms de dos ruedas. El movimiento del eje 1 se trasmite al eje 2 a travs de las poleas 1 y 2. Las poleas 2 y 3 copladas al mismo eje giran con igual velocidad. Por ltimo la polea 3 trasmite a la polea 4 el movimiento. La relacin entre las velocidades de las ruedas motriz (1) y conducida (4) puede expresarse por: Los tipos de correas pueden ser plana, redonda o trapecial. 11. Tren de engranajes Es un sistema formado por ms de dos engranajes.La relacin entre las velocidades de las ruedas motriz (1) y conducida (4) depende de la ecuacin: 12. MECANISMOS DE TRANSFORMACIN DEL MOVIMIENTO CIRCULAR EN RECTILNEO Sistema pin-cremallera Cuando la rueda dentada gira, la cremallera se desplaza con movimiento rectilneo. El mecanismo permite transformar el movimiento rectilneo de la cremallera en un movimiento circular del pin. Es por tanto un mecanismo reversible. L es la velocidad de avance de la cremallera; P, el paso o distancia entre dos dientes consecutivos, en milmetros; Z, el nmero de dientes del pin, y N, el nmero de vueltas por minuto que realiza ste. Por tanto, el avance de la cremallera se expresa en milmetros por minuto. 13. Sistema tornillo-tuerca Si el tornillo gira y se mantiene fija la orientacin de la tuerca, sta avanza con movimiento rectilneo por el eje roscado; y viceversa.Conjunto manivela-torno La manivela es una barra unida al eje al que hace girar. La fuerza necesaria para que gire el eje es menor que la que habra que aplicarle directamente. El mecanismo en que se basa ste dispositivo es el torno, que consta de un tambor que gira alrededor de su eje con el fin de arrastrar un objeto.Se cumple esta ecuacin:F . d= R . rF = R . r / d Si la relacin entrerydes pequea el torno permite levantar pesos con poco esfuerzo. 14. MECANISMOS DE TRANSFORMACIN DEL MOVIMIENTO CIRCULAR EN RECTILNEO ALTERNATIVO Conjunto biela-manivela Al girar la rueda, la manivela trasmite el movimiento circular a al biela, que experimenta un movimiento de vaivn. Este mecanismo tambin funciona a la inversa, es decir transforma un movimiento rectilneo alternativo o de vaivn en un movimiento de rotacin. 15. Cigeal Si se colocan 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. Tambin puede convertir el movimiento de vaivn de las bielas en un movimiento de rotacin del eje. Este mecanismo se emplea en los motores de combustin. 16. Leva y excntrica Lalevaes una rueda con salientes 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 denominarbol de levas . Se utiliza en los motores de combustin para regular automticamente la apertura y cierre de las vlvulas. Laexcntricaes 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. 17. OTROS MECANISMOS Mecanismos para dirigir el movimiento Eltrinquetepermite el giro en un sentido y lo impide en el contrario. Mecanismos para regular el movimiento Frenos de disco. Frenos de cinta. Frenos de tambor. Reducen la velocidad del movimiento. 18. Mecanismos de acoplamiento Losembraguesson mecanismos que permiten el acoplamiento y desacoplamiento entre rboles y ejes de transmisin Se utilizan en motores y mquinas de varias marchas para cambiar la velocidad o la potencia suministrada por el motor.Losacoplamientos fijosse emplean para unir ejes largos enlazados de forma permanente. Losacoplamientos mvilesse usan para unir rboles de transmisin que pueden desplazarse a lo largo del eje o que formar un ngulo entre s. Junta Oldham y Junta Cardan 19. Soportes o cojinetes Mecanismos de acumulacin de energa Losmuellesabsorben energa cuando son sometidos a cierta presin. Esta energa puede ser liberada ms tarde ya sea dosificada en pequeas cantidades o de golpe. Segn el tipo de la fuerza externa que se aplique, los muelles trabajan: a compresin a traccino a torsin.Son los elementos sobre los que se apoyan los rboles y los ejes de transmisin. Loscojinetesde friccin necesitan ser engrasados para disminuir el rozamiento que se produce en el giro. Tanto los cojinetes como losrodamientosse fabrican en materiales muy resistentes al desgaste por rozamiento.