1. TECNOLOGÍA
Tema 2.
Mecanismos.

2. 1. QUÉ SON LOS MECANISMOS.
Las máquinas son objetos tecnológicos cuya función es realizar una tarea útil
mediante el movimiento.
Las máquinas presentan varios conjuntos de componentes para realizar diversas
funciones:
- Motor: genera el movimiento.
- Estructura: aguantar los pesos y servir de soporte a los componentes.
- Actuador: componente que realiza la tarea útil de la máquina.
- Circuitos: para transportar energía y fluidos.
- Mecanismos: para llevar el movimiento desde el motor a los actuadores.
Los mecanismos son los conjuntos de piezas de las máquinas cuya función es
transmitir y transformar el movimiento desde el motor al actuador.
Motor movimiento MECANISMOS movimiento Actuador
2. CLASIFICACIÓN DE LOS MECANISMOS.
Según la tarea que realiza el mecanismo, estos se pueden clasificar en los
siguientes grupos:
Grupos de mecanismos Función Ejemplos
- polea.
- polispasto.
de transmisión de transmitir el movimiento
- palanca.
movimiento. de un elemento a otro.
- engranajes.
- tornillo sin fin
- manivela-torno.
- piñón-cremallera.
transformar el movimiento
de transformación de - tornillo-tuerca.
circular en lineal o al
movimiento. - biela-manivela.
contrario.
- leva.
- cigüeñal.
permitir el giro en un solo
para dirigir el movimiento. - trinquete.
sentido.
para regular el
reducir la velocidad. - freno.
movimiento.
absorber energía al ser
para acumular energía. - muelle.
presionado.

3. permitir acoplar o
para acoplar mecanismos. - embrague.
desacoplar transmisiones.
3. MECANISMOS DE TRANSMISIÓN LINEAL.
Son aquellos que transmiten el movimiento de forma lineal de de un punto a otro.
3.1. La palanca.
La palanca es una barra rígida que gira en torno a un punto de apoyo.
En un punto de la barra se aplica una fuerza para vencer una resistencia en otro
punto.
En ellas se cumple la Ley de la palanca: cuando una palanca se encuentra en
equilibrio la fuerza aplicada (F) multiplicada por la distancia al punto de apoyo (d) es
igual a la resistencia (fuerza que hay que vencer) (R) multiplicada por su distancia al
punto de apoyo (r). Matemáticamente se expresa como: F·d=R·r
Según la situación del punto de apoyo, las palancas se clasifican en tres grupos: de
primer grado, de segundo grado y de tercer grado.
Primer grado Segundo grado Tercer grado
En las palancas de primer grado el punto de apoyo se encuentra entre la fuerza
aplicada y la resistencia.
En las de segundo grado la resistencia se encuentra entre la fuerza aplicada y el
apoyo.

4. Las palancas de tercer grado son las que la fuerza se aplica entre la resistencia y el
apoyo.
3.2 Poleas.
Una polea es una rueda, que gira alrededor de un eje fijo, con una ranura por la
que pasa una cuerda o una cadena, en uno de cuyos extremos hay una resistencia y en
el otro se aplica una fuerza.
El mecanismo más simple de este tipo es la polea fija, en la cual la fuerza aplicada
es igual a la resistencia.
Si además se añade otra
polea que no gira en un eje
fijo, sino que cuelga de la
cuerda, tenemos un sistema de
dos poleas llamado polea
Polea fija Polea móvil
móvil. En este caso la fuerza
que se aplica es la mitad de la
resistencia.

5. 4. MECANISMOS DE TRANSMISIÓN CIRCULAR.
En este caso se transmite el giro de un elemento a otro. El elemento que posee el
movimiento inicialmente se llama elemento motriz, y el que recibe el movimiento se
llama elemento conducido.
4.1. Sistema de poleas con correa.
Se trata de dos poleas fijas unidas por una correa cuya finalidad es transmitir el
giro de la polea motriz a la otra. Con este sistema el giro de un eje se transmite a otro,
pero no necesariamente con la misma velocidad.
Las velocidades de giro de las poleas van a
depender de la relación que exista entre el tamaño
de estas. En cualquier caso siempre se cumple que
la velocidad de giro de una polea multiplicada por
su diámetro es igual a la velocidad de giro de la
otra polea multiplicada por el suyo. v1·d1=v2·d2
Se puede aumentar o disminuir mucho la
velocidad de una polea conducida si se asocian varios
conjuntos de poleas con correa, formándose lo que se
Tren de poleas
conoce por tren de poleas.
4.2. Engranajes.
También llamados ruedas dentadas, son juegos de ruedas que poseen unos
salientes llamados dientes. Los dientes de unas ruedas encajan en los de otras
arrastrándolas y transmitiendo el giro. Para que encajen, los dientes de las ruedas han de
ser del mismo tamaño y forma.
El movimiento de
giro se puede transmitir
entre ejes paralelos,
perpendiculares u
oblicuos, para ello se
utilizan diferentes tipos
de engranajes.

6. En dos ruedas dentadas que están engranadas el sentido de giro de una es el
contrario de la otra.
4.3. Engranajes con cadena.
Consiste en dos ruedas dentadas que giran a la vez debido a una cadena o correa
dentada que está engranada entre ambas. En este caso las dos ruedas dentadas giran en
el mismo sentido.
En este mecanismo también se
cumple la relación entre las velocidades y
el diámetro de la rueda, pero como el
número de dientes de una rueda dentadas
es proporcional al diámetro, esta relación
se suele expresar entre la velocidad y el
número de dientes de la rueda. De esta
manera la relación queda de la siguiente manera: la velocidad de giro de una rueda
dentada (v) multiplicada por el número de dientes de la rueda (n) es igual al mismo
producto pero referido a la otra rueda. Matemáticamente se expresa como: v1·n1=v2·n2.
4.4. Variación de velocidad.
Estos mecanismos además de transmitir el movimiento se suelen utilizar también
para aumentar o disminuir la velocidad de giro. Esto se consigue haciendo que el
elemento conducido tenga mayor o menor tamaño que el elemento motriz.
Así pues en el caso de que los dos elementos tengan el mismo tamaño, los dos
giran a la misma velocidad.
Rueda conducida
Rueda motriz
Polea conducida
Polea motriz
Igual velocidad en las dos poleas y en las dos ruedas

7. Si el elemento motriz es de mayor tamaño que el conducido se produce un
aumento en la velocidad de giro de este segundo.
Polea motriz Rueda motriz
Polea conducida Rueda conducida
El elemento conducido adquiere más velocidad que el elemento motriz
En el caso de que el elemento motriz sea de menor tamaño se produce un
disminución de la velocidad de giro del elemento conducido.
Polea conducida Rueda conducida
Rueda motriz
Polea motriz
El elemento conducido adquiere menos velocidad que el elemento motriz
5. MECANISMOS DE TRANSFORMACIÓN DE
MOVIMIENTO CIRCULAR EN RECTILÍNEO.
Estos mecanismos funcionan en los dos sentidos, es decir además de transformar
movimiento circular en rectilíneo también realizan la transformación contraria:
movimiento rectilíneo en circular. Todo dependerá de cual es el elemento motriz y cual
el elemento conducido.
5.1 Sistema piñón-cremallera.
Consiste en una rueda dentada que está engranada
sobre una barra dentada de tal forma que cuando la
rueda gira arrastra a la barra en un movimiento lineal.

8. 5.2 Conjunto manivela-torno.
Una manivela es una barra que está unida a un eje al
que hace girar, de tal forma que cuanto mayor es la
longitud de la manivela menos es la fuerza necesaria para
Manivela
hacer girar el eje. En este caso el eje de la manivela está
unido a un torno que consiste en un cilindro en el que se
Torno enrolla una cuerda o cadena, de tal forma que al girar la
manivela se produce un movimiento en línea recta de la
cuerda.
6. MECANISMOS DE TRANSFORMACIÓN DE
MOVIMIENTO CIRCULAR EN RECTILÍNEO
ALTERNATIVO.
Movimiento alternativo (o de vaivén) es aquel movimiento en línea recta que está
constantemente cambiando el sentido, es decir va hacia un lado y hacia el otro.
Estos mecanismos de transformación, al igual que ocurre con los anteriores
funcionan en ambos sentidos, o sea transforman de circular a alternativo y de alternativo
a circular según cuál sea el elemento motriz.
6.1. Conjunto biela-manivela.
Está formado por una manivela que está unida en un extremo a un elemento que
describe un movimiento circulas, normalmente una rueda, y el otro extremo a una barra
(biela) introducida en un hueco que le sirve de guía para que solo pueda moverse en
línea recta.
Biela-manivela

9. Si se colocan una serie de bielas en un mismo eje acodado donde cada codo hace
la función de manivela se obtiene un cigüeñal.
Cigüeñal
6.2 Leva.
Es una rueda con un saliente
sobre la que se apoya una barra,
llamada seguidor, que está sujeta en
una guía. Al girar la leva hace que el
seguidor se mueva hacia un lado
cuando llega al saliente y hacia el otro
lado cuando no está en el saliente.
Una leva puede tener más de un saliente y de diferentes formas, obteniéndose
diferentes tipos de movimientos de vaivén en el seguidor.
Se pueden agrupar varias levas en un mismo eje, constituyendo la que se conoce
por árbol de levas.
ACTIVIDADES.
1. ¿Qué fuerza es necesario aplicar para levantar una carga de 100 Kg con una
polea fija? ¿Y si utilizamos una polea móvil?
2. Un sistema de poleas con correa tiene dos poleas de 10 cm y 30 cm de diámetro.
Si la pequeña es la polea motriz y gira a 30 revoluciones por minuto (rpm), ¿a qué
velocidad girará la polea conducida? ¿Cómo podrías conseguir que las poleas giren en
sentido contrario?
3. ¿A qué distancia del eje de un balancín se tendrá que sentar un niño de 30 Kg
para que la barra esté en equilibrio, si enfrente tiene una niña de 20 Kg situada a 2 m del
punto de apoyo? ¿Y si la niña estuviera a 4 m del punto de apoyo?

10. 4. Clasifica los siguientes objetos en palancas de
Ejercicio 4
primer, segundo o tercer grado y sitúa R, F y el punto de
apoyo.
5. Calcula el diámetro que debe tener la rueda motriz
del siguiente sistema para que, girando a 70 rpm, la
conducida gire a 560 rpm.
Ejercicio 5
6. El siguiente esquema representa las piezas fundamentales del motor de
combustión. Hay que suponer que los pistones tienen un movimiento lineal alternativo
(sube y baja).
a) ¿Qué tipo de movimiento describen los pistones? ¿Y el eje del cigüeñal?
b) ¿Qué función cumple el juego de engranajes?
c) ¿Qué movimiento describen A, B, C y D?
d) Indica sobre el dibujo el nombre de todos los elementos mecánicos que aparecen.
Ejercicio 6