Informe acerca de las poleas y los engranajes

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Informe Acerca de las Poleas y los Engranajes
Ashly Caicedo Hurtado
Johan Espinosa Silva
Melany Herrera Sarasti
Sophia Patiño Chagüendo
Sara Peláez Cruz
Samuel Triviño Arroyave
Institución Educativa Liceo Departamental
Área: Tecnología
Grado: 9-1
Santiago de Cali
2020

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Informe Acerca de las Poleas y los Engranajes
Sara Peláez Cruz
Guillermo Mondragón Castro
Institución Educativa Liceo Departamental
Área: Tecnología
Grado: 9-1
Santiago de Cali
2020

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TABLA DE CONTENIDO
Introducción 5
¿Qué son las Poleas? 6
¿De qué Materiales se Realizan las Poleas? 6
¿Cómo Funcionan las Poleas? 6
Tipos de Poleas 7
Historia de las Poleas 7
¿Qué son los engranajes? 7
¿De qué Materiales se Realizan los Engranajes? 8
¿Cómo Funcionan los Engranajes? 9
Tipos de Engranajes 9
Historia de los Engranajes 12
¿En qué Mecanismos se Utilizan la Polea y el Engranaje? 13
Conclusiones 19
Enlaces 20

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MAPAS CONCEPTUALES
Mapa Conceptual 1 18
Mapa Conceptual 2 18
GRÁFICOS
Gráfico 1 6
Gráfico 2 8
Gráfico 3 8
Gráfico 4 13
Gráfico 5 14
Gráfico 6 15
Gráfico 7 15
Gráfico 8 16
Gráfico 9 17

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INTRODUCCIÓN
En este trabajo conoceremos sobre las poleas y los engranajes, abarcando y explicando que son,
de qué materiales están realizados, como funcionan, los tipos que existen y su historia.

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¿QUÉ SON LAS POLEAS?
Una polea es una rueda que tiene una ranura o acanaladura en su periferia, que gira alrededor de
un eje que pasa por su centro. Esta sirve para que a través de ella pase una cuerda que permite
vencer una carga o resistencia atada a uno de sus extremos ejerciendo una potencia o fuerza en el
otro extremo. De este modo podemos elevar peso de forma cómoda e incluso con menor esfuerzo
hasta cierta altura.
Los engranajes transmiten movimiento, ya sea rotatorio o reciprocante de una maquinaria a otra
reduciendo o aumentando las revoluciones de un eje.
Gráfica 1
¿DE QUÉ MATERIALES SE REALIZAN LAS POLEAS?
Los materiales de los que están hechas las poleas son varios, además de que hay poleas en la que
cada parte de ella está hecha de un material distinto
Están fabricadas de:
● Madera
● Plástico
● Aluminio
● Acero inoxidable
● Polioximetileno
● UHMV
● Hierro
¿CÓMO FUNCIONAN LAS POLEAS?

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La manera de funcionar de la polea es bastante sencilla, se mantiene la polea anclada sobre algún
soporte o alguna estructura robusta que pueda aguantar el peso y la fuerza que se va a ejercer y
después se debe pasar una correa por el canal. En un extremo de la cuerda se ata la carga que se
quiere desplazar y en la otra parte de el elemento que ejerce fuerza. Luego solo se debe tirar de la
cuerda para desplazar la carga. Al tener un punto de apoyo sobre el carril, la cuerda nos ayudará
a hacer fuerza y mover, elevar o desplazar la carga deseada.
TIPOS DE POLEAS
Polea Simple: En ella el esfuerzo que se realiza es igual al peso que se levanta, aunque se
facilita el esfuerzo por la dirección en el que se realiza.
Polea Fija: Su función es que con ella no se gana fuerza, pero se emplea para cambiar el sentido
de la fuerza haciendo más cómodo el levantamiento de cargas al tirar hacia abajo en vez de hacia
arriba otros motivos porque nos podemos ayudar de nuestro propio peso para efectuar el
esfuerzo.
Polea Móvil y Fija: Consiste de dos poleas, una fija y otra móvil, la móvil le permite arrastrar la
carga consigo al tirar de la cuerda. La principal ventaja de este sistema de poleas es que el
esfuerzo que se emplea para elevar la carga representa la mitad del que haría si emplease una
polea fija.
Sistema de Poleas Compuestas: Existen sistemas con múltiples de poleas que pretenden
obtener una gran ventaja mecánica para elevar grandes pesos con un bajo esfuerzo, estos
sistemas de poleas son compuestos porque lo que tienen en común es que se agrupan en poleas
fijas y móviles, en estos destacan los polipastos, estos engranajes son juegos de ruedas que
disponen de unos elementos salientes denominados “dientes”, que encajan entre sí, de manera
que unas ruedas arrastran a otras y transmiten el movimiento circular a circular. La condición
para que las ruedas “engranen” es que tengas los mismos parámetros o dimensiones en el diente.
Estos son sistemas muy robustos que permiten transmitir grandes potencias entre ejes próximos,
paralelos, perpendiculares u oblicuos, según su diseño.

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Gráfica 2
HISTORIA DE LAS POLEAS
A cerca de la creación de la polea no se conoce demasiado respecto a su invención. La única nota
histórica al respecto que hay en la literatura se debe a Plutarco, quien relata que su inventor es
Arquímedes, aunque también podría haber sido solo un estudioso y entusiasta de su uso.
Plutarco dice en su libro “Vidas paralelas”, que el griego Arquímedes afirmó al Rey de Siracusa,
Hierón, quedada una fuerza y un punto de apoyo, podría moverse cualquier peso. A lo que su
amigo pidió una demostración práctica, llenó de cargamento y pasajeros un barco de la armada
del rey y le pidió al filósofo que lo moviera a un dique seco.
Después de diseñar el sistema de poleas adecuado, Arquímedes se sentó a cierta distancia y tiró
casi sin esfuerzo de una cuerda, haciendo que el barco se elevará y se moviera de una forma tan
estable, que parecía aún permanecer en el agua.
¿QUÉ SON LOS ENGRANAJES?
Un engranaje es un mecanismo utilizado para transmitir potencia mecánica de un componente a
otro. Los engranajes están conformados por dos ruedas dentadas, de las cuales la mayor se le
denomina corona y al menor piñón. Un engranaje funciona para transmitir movimiento circular
mediante el contacto de ruedas dentadas. Los engranajes transmiten movimiento, ya sea rotatorio
o reciprocante de una maquinaria a otra reduciendo o aumentando las revoluciones de un eje.

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Gráfica 3
¿DE QUÉ MATERIALES SE REALIZAN LOS ENGRANAJES?
Los engranajes dependiendo para que es su uso se utilizan distintos materiales, teniendo en
cuenta dos cosas: resistencia y durabilidad. Están hechos de una extensa variedad de materiales
como:
● Madera
● Metales: Se mezclan dos o más metales debido a que con uno solo el engranaje tiende a
corroerse
● Bronce
o Con fósforo.
o Con aluminio.
o Con sílice.
o Con manganeso
● Plástico
o Policarbonato
o Acetal
o Poliéster
o Nylon
o Poliuretano
● Hierro
o Hierro gris fundido
o “Dúctil”
o “Maleable”
● Acero: Este se utiliza por distintos tipos de endurecimiento

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o Inducción
o Carburización
o Nitruración
¿CÓMO FUNCIONAN LOS ENGRANAJES?
Aumento de Velocidad: Si se conectan dos engranajes juntos y el primero tiene más dientes que
el segundo (para lo cual tiene que ser más grande), el segundo tiene que girar mucho más rápido
para mantenerse al día. Eso significa que la segunda rueda gira más rápido pero con menos
fuerza.
Aumento de Fuerza: Si la segunda rueda de un par de engranajes tiene más dientes que la
primera, (es decir, si es una rueda más grande), gira más lentamente que la primera, pero con
más fuerza.
Cambio de Dirección: Cuando dos engranajes se unen, el segundo siempre gira en la dirección
opuesta. Por ejemplo, si el primero gira en sentido horario, el segundo debe girar en sentido
antihorario. También, se pueden usar engranajes con formas especiales para hacer que la
potencia de una máquina gire en ángulo. En un automóvil, por ejemplo, el diferencial (una caja
de engranajes en el medio del eje trasero de un móvil de tracción trasera) usa un engranaje
cónico en forma de cono para girar la potencia del eje impulsor 90 grados y girar las ruedas
traseras.
TIPOS DE ENGRANAJES
Ejes Paralelos: La principal distinción de los tipos de engranajes disponibles en el mercado se
hace según la posición y forma de sus dientes.
● Engranajes Cilíndricos de Dientes Rectos: Generan cargas de reacción radiales en el
eje y transmiten la potencia a través de ejes paralelos. Este tipo de engranaje es el más
sencillo y suele emplearse para velocidades pequeñas y medias, ya que genera ruido
cuando aumenta su velocidad.
● Engranajes Cilíndricos de Dientes Helicoidales: El traslado de la potencia se produce
del mismo modo que en el anterior tipo de engranaje, pero ahora los ejes pueden ser
perpendiculares (sinfín-corona) o paralelos. Su dentado es oblicuo en relación al eje de
rotación y trasladan mayor movimiento y a más velocidad que los engranajes cilíndricos
rectos. Son más fluidos y silenciosos, pero a cambio requieren un mayor engrase y se
desgastan más.

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● Engranajes Doble Helicoidales: También llamados “engranajes de espina”, combinan la
hélice derecha e izquierda. Una rama simétrica genera un empuje opuesto e igual.
Eliminan el empuje axial lo que provoca que cojinetes y apoyos no tengan que absorber.
Ejes Perpendiculares: Es utilizado para transmitir potencia mecánica de un componente a otro
y también sirve para transmitir movimiento circular mediante el contacto de ruedas dentadas.
● Helicoidales Cruzados: Realizan un movimiento de cuña o de tornillo, lo que da lugar a
un alto grado de deslizamiento en los flancos del diente. De montaje sencillo, deben
presentar los mismos pasos diametrales normales para que el engrane sea el adecuado.
Pueden ir en el mismo sentido o en el opuesto.
● Cónicos de Dientes Rectos: Poco usados ya, transmiten el movimiento de ejes que se
cortan en un mismo plano, habitualmente en ángulo recto, por medio de superficies
cónicas dentadas. Los dientes convergen en la intersección de los ejes. Suelen usarse para
aminorar la velocidad con ejes colocados en posición de 90 grados y son ruidosos.
● Cónicos de Dientes Helicoidales: Su superficie de contacto es más grande en
comparación con la de los engranajes cónicos de dientes rectos. Pueden transmitir el
movimiento de ejes que se corten y se usan para rebajar la velocidad en ejes de 90 grados.
● Cónicos Hipoides: Su piñón de ataque está descentrado en relación con el eje de la
corona. Destacan por su larga vida útil y el escaso ruido que generan, aunque requieren
aceites de extrema presión. Se emplean en embarcaciones y máquinas industriales.
● Helicoidales de Rueda y Tornillo Sinfín: Cuentan con un tornillo sinfín, que funciona
como conductor, y una corona, conducía por este. El tornillo mueve la corona con su
giro. Aunque su ángulo entre ejes más común es de 90 grados, puede ser diferente
Por Aplicaciones Especiales:
● Interiores o Anulares: Son similares al engranaje recto, aunque sus dientes no están
tallados en el exterior, sino en la parte interior de una rueda o de un anillo con reborde.
Un piñón impulsa los engranajes interiores y mantiene el sentido de la velocidad angular.
● Planetarios: Llamados también epicicloidales, se trata de un tren de engranajes en el que
uno central tiene a su alrededor uno o varios engranes externos. Se suelen emplear para
las transmisiones de los automóviles.
● De Cremallera: Empleados en los tornos para el desplazamiento del carro longitudinal,
no ejercen una relación de transmisión, sino de longitud. En su caso se habla de distancia
entre ejes, ya que la cremallera entra dentro de la categoría de engranajes de diámetro
infinito.
Por la Forma de Transmitir el Movimiento: Son aquellos en los que el elemento motriz (o de
entrada) y el elemento conducido (o de salida) tienen el mismo tipo de movimiento. Los

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mecanismos de transformación son aquellos en los que el elemento motriz y el conducido tienen
distinto tipo de movimiento.
● Transmisión Simple: La transmisión simple de engranajes consta de una rueda motriz con
dientes en su periferia exterior, que engrana sobre otra similar, lo que evita el
deslizamiento entre las ruedas.
● Transmisión con engranaje:Las transmisiones por engranajes están presentes en sectores
tan diversos como el automovilístico, el aeronáutico, el minero o el siderúrgico, entre
otros muchos.
● Transmisión compuesta: Cuando un movimiento se transmite entre más de dos árboles o
ejes de transmisión se dice que se trata de un sistema de transmisión compuesta.
Transmisión Mediante Cadena O Polea Dentada: En un sistema de transmisión de poleas son
necesarias dos de ellas:
1. Una conductora, de entrada o motora, que va solidaria a un eje movido por un motor.
2. Otra conducida, de salida o arrastrada, también acoplada a un eje y que es donde
encontraremos la resistencia que hay que vencer.
● Mecanismo piñón cadena: Cuando se requiere de mecanismos que hagan fuerza para
realizar una transmisión, es decir, la potencia que va a ser transmitida entre los elementos
de una máquina, una buena solución puede ser el uso de una cadena mediante piñón: El
piñón es un mecanismo que forma una cremallera y va acompañada de una cadena. La
transmisión puede venir dada por engranaje (directa) o por una cadena de transmisión
(indirecta).
● Polea dentada: Permite realizar un movimiento sincrónico entre dos ejes al no permitir
el resbalamiento entre correa y polea, hecho que la diferencia de las poleas lisas.
Gráfica 4

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HISTORIA DE LOS ENGRANAJES
Nadie sabe a ciencia cierta dónde ni cuándo se inventaron los engranajes. La literatura de la
antigua China, Grecia, Turquía y Damas mencionan engranajes, pero no aportan muchos detalles
de los mismos.
El mecanismo de engranajes más antiguo es el mecanismo de Antikyithera o mecanismo de
Anticitera, supuestamente construido por científicos griegos. Según una reciente observación el
componente fue recuperado en el mar Egeo a 45 metros bajo el agua, entre los años 1900 y 1901
cerca a la isla griega Anticitera
El artefacto fue aparentemente diseñado para predecir posiciones astronómicas y los eclipses
hasta 19 años con propósitos astrológicos. Se encontraba compuesta por al menos 30 engranajes
de bronce con dientes triangulares. Presenta características tecnológicas avanzadas como por
ejemplo trenes de engranajes epicicloidales que, hasta que se descubrió este mecanismo se creía
que se habían inventado en el siglo XIX. Por citas hechas por Cicerón se sabe que el Anticitera
no fue un ejemplo aislado, sino que existieron al menos otros dos mecanismos similares en esa
época construidos por Arquímedes y Posidonio.
Es posible que el conocimiento de la época del mecanismo de Anticitera sobreviviera y
contribuyera al florecimiento de la ciencia y de la tecnología en el mundo islámico de los siglos
IX al XIII. Los trabajos islámicos sobre astronomía y mecánica pueden haber sido la base que
permitió que se volvieran a fabricar las calculadoras astronómicas en la Edad Moderna. En los
inicios del Renacimiento, esta tecnología se utilizó en Europa para el desarrollo de sofisticados
relojes, en la mayoría de los casos destinados a edificios como las catedrales.
Los primeros datos existentes sobre la transmisión de rotación con velocidad angular uniforme a
través de engranajes, corresponden a el año 1674, cuando el astrónomo danés Olaf Roemer
propuso la forma o perfil del diente en epicicloide.
Robert Willis, considerado uno de los primeros ingenieros mecánicos, fue quien obtuvo la
primera aplicación práctica de la epicicloide al emplearla en la construcción de una serie de
engranajes intercambiables.
También en China se conservan algunos antiguos ejemplos de maquinas con engranajes, un
ejemplo de estos es el llamado “carro que apunta hacia el Sur” (120-250 d.C) el cual era un
ingenioso mecanismo que mantenía el brazo de una figura humana apuntando siempre hacia el
Sur gracias al uso de engranajes diferenciales epicicloidales.
¿EN QUÉ MECANISMOS SE EMPLEA LA POLEA Y EL ENGRANAJE?

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Las poleas y engranajes se encuentran en:
● Grúa Torre: Se denomina grúa torrea un tipo de grúa de estructura metálica
desmontable alimentada por corriente eléctrica especialmente diseñada para trabajar
como herramienta de construcción. Las grúas torres funcionan con motores, poleas y
engranajes; ésta girará, levantará y descargará las cosas que le pongan en ella.
Gráfica 5
● Lavadora: Fundamentalmente, la lavadora, es una máquina que sirve para lavar la la
ropa ahorrando esfuerzo, tiempo y agua. La lavadora está formada por un tambor en el
cual se introduce la ropa y gira mediante una conexión a un motor, en ocasiones
directamente y otras mediante una correa y poleas. La polea de la lavadora tiene que ser
transferida desde el motor hasta el tambor de la máquina para lograr el movimiento de la
lavadora.

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Gráfica 6
● Ventilador: Un ventilador es una máquina de fluido o, más exactamente, una turbo
máquina que transmite energía para generar la presión necesaria con la que se mantiene
un flujo de aire continuo. Se utiliza para usos muy diversos como: ventilación de
ambientes, refrescamiento de máquinas u objetos o para mover gases, principalmente el
aire. Las poleas son las encargadas de llevar fuerza del motor hacia el eje para la rotación
de hélices.
Gráfica 7

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● Bicicleta: Las bicicletas tiene dos “poleas” que son el plato que actúa de impulsión
(donde van los pedales) y el piñón o polea ubicada en el eje de la rueda trasera de la
bicicleta, se instala un “conjunto de ruedas dentadas” que tiene varias denominaciones:
piñones, corona, cassette o estrella, que simultáneamente van unidas al cuadro. Son más
pequeños que los platos y sobre estos también va montada la cadena, permitiendo que
esta gire.
Gráfica 8
● Carro: Los motores de combustión interna funcionan a altas velocidades, por lo que
distintos engranajes del cambio son necesarios para transmitir el par motor a las ruedas
motrices, que giran mucho más lentamente. Unos de los componentes más importantes de
un carro es que el motor está compuesto por engranajes y poleas. El diseño más normal
es la caja de cambios de engranaje constante, ésta cuenta con tres ejes: el eje de entrada,
el eje intermedio y el eje principal. El motor acciona al eje de entrada, el cual impulsa al
eje intermedio. El eje intermedio gira los engranajes en el eje principal, aunque éstos

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giran libremente hasta que se bloquean por medio del dispositivo sincronizador, que está
calzado al eje.
Gráfica 9
MAPAS CONCEPTUALES
Mapa Conceptual 1

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CONCLUSIONES
Ampliamos nuestro conocimiento acerca de estos dos mecanismos, ya que el
equipo tenía muy poco conocimiento de este tema, en conclusión llegamos a
comprender que las poleas son un mecanismos para mover o levantar cosas
pesadas que consiste en una rueda suspendida, que gira alrededor de un eje, con
un canal o garganta en su borde por donde se hace pasar una cuerda o cadena y
los engranajes es un mecanismos que se usa para transmitir movimiento circular a
través de contactar las ruedas dentadas que lo forman.

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ENLACES
https://es.wikipedia.org/wiki/Engranaje#Tipos_de_engranajes
https://clr.es/blog/es/tipos-de-engranajes-y-sus-aplicaciones/
http://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/DFM/DPM/DPM01/es_DFM_DPM01_Contenidos/website_43_
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https://www.ingenieriaymecanicaautomotriz.com/que-son-los-engranes-y-cual-es-su-funcion/
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https://prezi.com/er_jsiw0sgs8/materiales-para-la-construccion-de-engranajes/#:~:text=Por%20l
o%20regular%2C%20para%20fabricar,puede%20disponer%20de20algunos%20forjados.
http://palaciosytocarruncho.blogspot.com/p/historia-de-los-engranajes.html
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https://www.mheducation.es/bcv/guide/capitulo/844861626X.pdf
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https://www.gruasyaparejos.com/gruas-de-construccion/como-funciona-una-grua/
https://www.edu.xunta.gal/espazoAbalar/sites/espazoAbalar/files/datos/1464947673/contido/42_s
istemas_de_polea_y_correa.htm
https://www.autobild.es/practicos/mecanica-basica-como-funciona-caja-cambios-287971
https://como-funciona.co/un-ventilador/#:~:text=Los%20ventiladores%20son%20dispositivos%2
0el%C3%A9ctricos,de%20las%20aspas%20de%20ellos.
https://saditransmisiones.com/mecanismo-de-una-bicicleta/
https://www.bicifanaticos.com/partes-de-la-bicicleta/
BLOGS

22
https://mhs1213.blogspot.com/p/periodo-2-2020.html
Sara Peláez Cruz

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