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Guía didáctica
Operadores básicos
27/09/2013
FUNDACIÓN UNIVERSITARIA LUIS AMIGO
Andrea Paola Romero y Beatriz Velásquez
os operadores

2

mecánicos son
elementos que
facilitan la
realización de una
tarea o que
transforman un
tipo de energía en
otro.

OPERADORES MECANICOS
BASICOS
1. Palanca
2. La rueda
3. La polea
4. Engranajes
5. Manivela
6. Leva
7. El tornillo
8. El plano inclinado
L

A PALANCA

Hoy en día es difícil
imaginarse la vida si no
existiera la palanca.
La necesitamos para
equilibrar los objetos,
para trasladarlos de
sitio, incluso para jugar.

¿Qué es una palanca?
La palanca es una barra rígida que se apoya
en un punto y ese punto se denomina punto
de apoyo.

3

Ella nos permite realizar una fuerza superior
a la que tendríamos sin su ayuda.

Partes de una palanca

POTENCIA: (P) fuerza que aplicamos
RESISTENCIA: (R) Fuerza que tenemos que vencer
BRAZO DE POTENCIA:(BP) la distancia entre el punto de aplicación de la fuerza de
potencia y el punto de apoyo.

Tipos de palanca

PESO

ESFUERZO

PUNTO DE APOYO

Se puede levantar
un peso con un
punto de apoyo y
una igual cantidad
de esfuerzo. La
fuerza
que
se
emplea se llama
esfuerzo.

Primer género

Segundo género

Tercer género
Ejemplos de palanca
Primer genero
En la palanca de
primera clase, el
fulcro
se
encuentra
situado entre la
potencia y la
resistencia.

4

El balancín o sube y baja

En nuestro cuerpo también podemos
encontrar palancas

Segundo genero
En la palanca de
segunda clase,
la resistencia se
encuentra entre
la potencia y el
fulcro

Tercer genero
En la palanca de
tercera clase, la
potencia
se
encuentra entre
la resistencia y el
fulcro.

Quita grapa
Grapadora
L

A RUEDA
5

¿Para qué se usan las ruedas?
Las ruedas ayudan al hombre a mover las cosas sobre
el suelo. Los automóviles y los trenes no podrían
moverse sin la ayuda de las ruedas, ni las bicicletas, los
patines, los carritos de compras y tantas otras cosas…

a rueda es un
operador
que
permite
incorporar elementos que
facilitan el desplazamiento.
La rueda es un elemento
cilíndrico, redondeada y de
poco espesor que gira
alrededor de un eje real o
virtual.
L

AS POLEAS

¿Qué es una polea?

La polea es una rueda que tiene
un canal en su canto, por el que
pasa una cuerda o cordón. Por
ese canal va deslizándose la
cuerda y, de esta manera tirando
de la cuerda se puede subir un
objeto pesado sin demasiado
esfuerzo.
Al hacer funcionar una polea no
solamente se utilizan los
músculos de los brazos, sino los
de todo el cuerpo.

Relación de velocidad

Aumentar la velocidad de giro
Si la Polea conductora tiene mayor diámetro que la
conducida, la velocidad de giro aumenta.

Relación de dirección
Empleando poleas y correas también es posible
invertir el sentido de giro de los dos ejes sin más
que cruzar las correas

____________________________________________________________
¡Con la ayuda de dos poleas dobles puedes levantar
un peso cuatro veces mayor que el tuyo!
____________________________________________________________

6
E

ngranajes
¿Qué es un engranaje?
Los engranajes son ruedas con dientes
que pueden ser curvos o rectos. Los
engranajes no pueden hacer nada por si
solos, pero trabajan estupendamente
cuando lo hacen unos con otros. Los
dientes se ensamblan con los de otros
engranajes de distintas medidas y formas,
igual que si se tratara de un
rompecabezas y así pueden llevar a cabo
grandes tareas.

La principal clasificación de los engranajes se efectúa según la disposición de sus
ejes de rotación y según los tipos de dentado. Según estos criterios existen los
Siguientes tipos de engranajes:

Ejes paralelos:
Cilíndricos de
dientes rectos

Cilíndricos de dientes
helicoidales

Doble helicoidales

Ejes perpendiculares
Cónicos de
dientes rectos

De rueda y tornillo
sinfín

Helicoidales
cruzados

Cónicos hipoides

7
L

A MANIVELA

¿Qué es una manivela?
8

La manivela es una barra que, al
girar, hace dar vueltas a una rueda o
un eje y cuando esa rueda o un eje
da vueltas, la maquina se pone en
movimiento.

Los pedales de la bicicleta son
manivelas, cuando pedaleas las
ruedas se mueven y la “bici” se pone
en movimiento.

El eje determina el centro de
giro de la manivela.

El brazo determina la
distancia
entre
eje
y
empuñadura. Es similar al
brazo de una palanca.

La empuñadura es la parte
adaptada para ser cogida con
las manos (en el caso de los
pedales esta se adapta a las
características del pie).
L

EVA

¿Qué es una leva?
La leva es un disco con un perfil
externo parcialmente circular
sobre el que apoya un operador
móvil (seguidor de leva)
destinado
a
seguir
las
variaciones del perfil de la leva
cuando esta gira.

B

IELA

Es una rueda excéntrica
que permite imprimir un
movimiento circular en un
sistema mecánico.

9
E

L PLANO INCLINADO

¿Qué es un plano inclinado?
10
Un plano inclinado o una rampa es una superficie plana y resistente que permite
que las cosas suban y bajen a través de ella, con el mínimo esfuerzo.

¿Cómo usamos el plano
inclinado?
Por ejemplo, podemos utilizarlos
para cargar bultos en un camión.

El plano inclinado es una
máquina
simple
que
consiste en una superficie
plana que forma un ángulo
agudo con el suelo y se
utiliza para elevar cuerpos a
cierta altura.
Tiene
la
ventaja
de
necesitarse una fuerza
menor que la que se emplea
si levantamos dicho cuerpo
verticalmente, aunque a
costa de aumentar la
distancia recorrida y vencer
la fuerza de rozamiento
E

L TORNILLO

¿Qué es un tornillo?
El tornillo es uno de las denominadas
"máquinas simples" de las que se
derivan

máquinas

mucho

más

complejas. Un tornillo es esencialmente
un plano inclinado largo, enrollado
alrededor de un eje, de modo que su
ventaja mecánica se consigue de la
misma forma que en el plano inclinado.

Cuando se gira una vuelta un tornillo,
avanza la distancia que hay entre dos
filos de rosca adyacentes. Esta distancia
se llama normalmente "paso" de rosca
P. Según se dibuja en la ilustración,
también

se

incluye

una

palanca.

Analizado desde el punto de vista del
trabajo, la palanca se mueve a lo largo
de una circunferencia 2πL/P.

11
L

OS PIÑONES

¿Qué es un piñón?
12
Es una rueda o cilindro dentado que engrana en otra mayor formando un
mecanismo para la trasmisión del movimiento a un eje.

• ¿Qué tipos de piñones existen?
Helicoidales
Cónicos

Cóncavos sin fin

Engranajes
Cilíndricos
rectificados

Engranajes
Cilíndricos

Mecanismo de piñón cremallera
Este mecanismo convierte el movimiento circular de un piñón en uno lineal
continuo por parte de la cremallera, que no es más que una barra rígida dentada.
Este mecanismo es reversible, es decir, el movimiento rectilíneo de la cremallera se
puede convertir en un movimiento circular por parte del piñón.
Gira en sentido
ILUSTRACIÓN 1

de las manecillas
del reloj

Movimiento
perpendicular

Gira en sentido de las manecillas
del reloj.

13

Eje: batidora

Movimiento
perpendicular.

Movimiento
perpendicular.
Ej: caja de cambios

Aumenta la velocidad

Ej.: la bicicleta

Ej.: ascensor

Ej.: una Banda Transportadora movimiento
circular que se convierte en movimiento lineal
Ej.: maquina de moler

Movimiento lineal

14

Bibliografía
MONDADORL Grijalbo, enciclopedia infantil. Cómo funcionan las maquinas.
http://www.tecneweb.com.ar/Apuntes/mecanismos.htm#Polea fija de cable
http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material107/operadores/ope_manivela.
htm

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Guía didáctica operadores basicos

  • 1. Guía didáctica Operadores básicos 27/09/2013 FUNDACIÓN UNIVERSITARIA LUIS AMIGO Andrea Paola Romero y Beatriz Velásquez
  • 2. os operadores 2 mecánicos son elementos que facilitan la realización de una tarea o que transforman un tipo de energía en otro. OPERADORES MECANICOS BASICOS 1. Palanca 2. La rueda 3. La polea 4. Engranajes 5. Manivela 6. Leva 7. El tornillo 8. El plano inclinado
  • 3. L A PALANCA Hoy en día es difícil imaginarse la vida si no existiera la palanca. La necesitamos para equilibrar los objetos, para trasladarlos de sitio, incluso para jugar. ¿Qué es una palanca? La palanca es una barra rígida que se apoya en un punto y ese punto se denomina punto de apoyo. 3 Ella nos permite realizar una fuerza superior a la que tendríamos sin su ayuda. Partes de una palanca POTENCIA: (P) fuerza que aplicamos RESISTENCIA: (R) Fuerza que tenemos que vencer BRAZO DE POTENCIA:(BP) la distancia entre el punto de aplicación de la fuerza de potencia y el punto de apoyo. Tipos de palanca PESO ESFUERZO PUNTO DE APOYO Se puede levantar un peso con un punto de apoyo y una igual cantidad de esfuerzo. La fuerza que se emplea se llama esfuerzo. Primer género Segundo género Tercer género
  • 4. Ejemplos de palanca Primer genero En la palanca de primera clase, el fulcro se encuentra situado entre la potencia y la resistencia. 4 El balancín o sube y baja En nuestro cuerpo también podemos encontrar palancas Segundo genero En la palanca de segunda clase, la resistencia se encuentra entre la potencia y el fulcro Tercer genero En la palanca de tercera clase, la potencia se encuentra entre la resistencia y el fulcro. Quita grapa Grapadora
  • 5. L A RUEDA 5 ¿Para qué se usan las ruedas? Las ruedas ayudan al hombre a mover las cosas sobre el suelo. Los automóviles y los trenes no podrían moverse sin la ayuda de las ruedas, ni las bicicletas, los patines, los carritos de compras y tantas otras cosas… a rueda es un operador que permite incorporar elementos que facilitan el desplazamiento. La rueda es un elemento cilíndrico, redondeada y de poco espesor que gira alrededor de un eje real o virtual.
  • 6. L AS POLEAS ¿Qué es una polea? La polea es una rueda que tiene un canal en su canto, por el que pasa una cuerda o cordón. Por ese canal va deslizándose la cuerda y, de esta manera tirando de la cuerda se puede subir un objeto pesado sin demasiado esfuerzo. Al hacer funcionar una polea no solamente se utilizan los músculos de los brazos, sino los de todo el cuerpo. Relación de velocidad Aumentar la velocidad de giro Si la Polea conductora tiene mayor diámetro que la conducida, la velocidad de giro aumenta. Relación de dirección Empleando poleas y correas también es posible invertir el sentido de giro de los dos ejes sin más que cruzar las correas ____________________________________________________________ ¡Con la ayuda de dos poleas dobles puedes levantar un peso cuatro veces mayor que el tuyo! ____________________________________________________________ 6
  • 7. E ngranajes ¿Qué es un engranaje? Los engranajes son ruedas con dientes que pueden ser curvos o rectos. Los engranajes no pueden hacer nada por si solos, pero trabajan estupendamente cuando lo hacen unos con otros. Los dientes se ensamblan con los de otros engranajes de distintas medidas y formas, igual que si se tratara de un rompecabezas y así pueden llevar a cabo grandes tareas. La principal clasificación de los engranajes se efectúa según la disposición de sus ejes de rotación y según los tipos de dentado. Según estos criterios existen los Siguientes tipos de engranajes: Ejes paralelos: Cilíndricos de dientes rectos Cilíndricos de dientes helicoidales Doble helicoidales Ejes perpendiculares Cónicos de dientes rectos De rueda y tornillo sinfín Helicoidales cruzados Cónicos hipoides 7
  • 8. L A MANIVELA ¿Qué es una manivela? 8 La manivela es una barra que, al girar, hace dar vueltas a una rueda o un eje y cuando esa rueda o un eje da vueltas, la maquina se pone en movimiento. Los pedales de la bicicleta son manivelas, cuando pedaleas las ruedas se mueven y la “bici” se pone en movimiento. El eje determina el centro de giro de la manivela. El brazo determina la distancia entre eje y empuñadura. Es similar al brazo de una palanca. La empuñadura es la parte adaptada para ser cogida con las manos (en el caso de los pedales esta se adapta a las características del pie).
  • 9. L EVA ¿Qué es una leva? La leva es un disco con un perfil externo parcialmente circular sobre el que apoya un operador móvil (seguidor de leva) destinado a seguir las variaciones del perfil de la leva cuando esta gira. B IELA Es una rueda excéntrica que permite imprimir un movimiento circular en un sistema mecánico. 9
  • 10. E L PLANO INCLINADO ¿Qué es un plano inclinado? 10 Un plano inclinado o una rampa es una superficie plana y resistente que permite que las cosas suban y bajen a través de ella, con el mínimo esfuerzo. ¿Cómo usamos el plano inclinado? Por ejemplo, podemos utilizarlos para cargar bultos en un camión. El plano inclinado es una máquina simple que consiste en una superficie plana que forma un ángulo agudo con el suelo y se utiliza para elevar cuerpos a cierta altura. Tiene la ventaja de necesitarse una fuerza menor que la que se emplea si levantamos dicho cuerpo verticalmente, aunque a costa de aumentar la distancia recorrida y vencer la fuerza de rozamiento
  • 11. E L TORNILLO ¿Qué es un tornillo? El tornillo es uno de las denominadas "máquinas simples" de las que se derivan máquinas mucho más complejas. Un tornillo es esencialmente un plano inclinado largo, enrollado alrededor de un eje, de modo que su ventaja mecánica se consigue de la misma forma que en el plano inclinado. Cuando se gira una vuelta un tornillo, avanza la distancia que hay entre dos filos de rosca adyacentes. Esta distancia se llama normalmente "paso" de rosca P. Según se dibuja en la ilustración, también se incluye una palanca. Analizado desde el punto de vista del trabajo, la palanca se mueve a lo largo de una circunferencia 2πL/P. 11
  • 12. L OS PIÑONES ¿Qué es un piñón? 12 Es una rueda o cilindro dentado que engrana en otra mayor formando un mecanismo para la trasmisión del movimiento a un eje. • ¿Qué tipos de piñones existen? Helicoidales Cónicos Cóncavos sin fin Engranajes Cilíndricos rectificados Engranajes Cilíndricos Mecanismo de piñón cremallera Este mecanismo convierte el movimiento circular de un piñón en uno lineal continuo por parte de la cremallera, que no es más que una barra rígida dentada. Este mecanismo es reversible, es decir, el movimiento rectilíneo de la cremallera se puede convertir en un movimiento circular por parte del piñón.
  • 13. Gira en sentido ILUSTRACIÓN 1 de las manecillas del reloj Movimiento perpendicular Gira en sentido de las manecillas del reloj. 13 Eje: batidora Movimiento perpendicular. Movimiento perpendicular. Ej: caja de cambios Aumenta la velocidad Ej.: la bicicleta Ej.: ascensor Ej.: una Banda Transportadora movimiento circular que se convierte en movimiento lineal
  • 14. Ej.: maquina de moler Movimiento lineal 14 Bibliografía MONDADORL Grijalbo, enciclopedia infantil. Cómo funcionan las maquinas. http://www.tecneweb.com.ar/Apuntes/mecanismos.htm#Polea fija de cable http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material107/operadores/ope_manivela. htm