Este documento explica los diferentes tipos de mecanismos y cómo transforman los movimientos y fuerzas. Define mecanismo como un dispositivo que transforma un movimiento y fuerza de entrada en el deseado de salida. Clasifica los mecanismos dependiendo del tipo de movimiento producido, como palancas, poleas, engranajes, piñones, cremalleras y más. Explica cómo funcionan y provee ejemplos de su aplicación en proyectos de aula.

1. Los Mecanismos ¿Qué son los mecanismos? ¿Qué podemos hacer con ellos? ¿Cómo conseguir el efecto deseado? ¿Qué cálculos realizaremos? Antonio Vives

2. Definición Todas las máquinas, sean básicas o complejas, se componen de mecanismos sencillos. Mecanismo : dispositivo que transforma un movimiento y una fuerza de entrada en el movimiento y fuerza de salida deseados Movimiento y fuerza de entrada MECANISMO Movimiento y fuerza de salida

3. Tipos y Clasificación Existen muchos tipos de mecanismos y diferentes formas de clasificarlos. Una de las mas apropiadas es por el tipo de movimiento producen y como lo transforman, quedando la siguiente forma: Rectilíneo continuo en Rectilíneo continuo Circular continuo en circular continuo Circular continuo en rectilíneo continuo Rectilíneo alternativo en circular continuo Circular continuo en rectilíneo alternativo

4. Rectilíneo continuo en Rectilíneo continuo Este tipo de transformación se obtiene a través de palancas o poleas.

5. LAS PALANCAS Una palanca es simplemente una barra que oscila sobre un punto de apoyo llamado fulcro . Resistencia Potencia FULCRO Ley de la palanca: Una palanca está en equilibrio cuando el momento de fuerza total hacia la izquierda es igual al momento de fuerza total hacia la derecha. P x BP = R X BR

6. Tipos de palancas Palancas de primer género el punto de apoyo está entre el peso y el lugar de aplicación de la fuerza. Palancas de segundo género el peso se encuentra entre el apoyo y el lugar en el que hacemos la fuerza. Palancas de tercer género la fuerza se aplica entre el punto de apoyo y el peso .

7. LAS POLEAS Una polea es simplemente una rueda con una hendidura en la llanta. POLEA SIMPLE: La fuerza que debe aplicarse es la misma que se habría requerido para levantar el objeto sin la polea. La polea, sin embargo, permite aplicar la fuerza en una dirección más conveniente POLEA COMPUESTA: La fuerza necesaria para levantar la carga es justamente la mitad de la fuerza que habría sido requerida para levantar la carga sin la polea. Si se van añadiendo más la fuerza se va dividiendo por la mitad.

8. Circular continuo en circular continuo Se va a producir entre dos ejes que pueden ser movidos por: Ruedas de fricción o por engranajes si se hace por contacto directo. Poleas o engranajes si se hace por corras o por cadenas respectivamente.

9. Tipos de engranajes Existen multitud de tipos de engranajes de entre los que podemos destacar: De dientes rectos Dientes helicoidales

10. Tipos de engranajes Engranajes cónicos Tornillo sin fin

11. Relación de transmisión Existe una relación entre la rueda conducida y la rueda conductora que se denomina relación de transmisión , esta nos indica el numero de vueltas que da la rueda conducida por una vuelta de la conductora. La relación de transmisión viene dada al igualar las velocidades lineales en el punto de contacto de las dos ruedas, en ese punto: Velocidad = W1xradio1 = W2Xradio2 , de donde

12. Relación de transmisión La distancia existente entre dos dientes consecutivos se denomina paso y por tanto el perímetro primitivo de un engranaje será: Para que dos ruedas dentadas puedan engranar deben ser del mismo paso. Z= Núm. dientes

13. Relación de transmisión De donde se obtiene que la relación de transmisión también viene dada por al relación entre el número de dientes de cada engranaje Otra característica de las ruedas dentadas es el modulo , que por definición es: la diámetro de una circunferencia que tiene por longitud el paso.

14. Relación de transmisión en un tren de engranajes Cuando nos encontramos con una cadena cinemática formada por un tren de engranajes la relación de transmisión será el producto de todas las relaciones de transmisión o, lo que es lo mismo el porductorio de todos los motrices entre el productorio de todos los arrasatrados. En el siguiente ejemplo.

15. Circular continuo en rectilíneo continuo Esta transformación se puede conseguir de de diferentes formas según la necesidad. Trono Píñón cremallera. Tronillo tuerca.

16. TORNO Es un rodillo sobre el que se enrolla un cable. Al hacer girar un eje sobre el que esta el torno este hace que se enrolle o desenrolle el cable que sube o baja la carga, convirtiendo el movimiento circular en rectilíneo. Cuanto más grande sea el trono más rápido subirá la carga, pero habrá que hacer más fuerza. Por cada vuelta del trono subiremos o bajaremos la distancia equivalente al perímetro del mismo

17. Piñon cremallera. Consiste en un engranaje que gira sobre una tira dentada con el mismo paso que el piñon. El piñón siembre debe ser motriz, ya que al revés el par es demasiado grande y no funciona. El avance de la cremallera será proporcional al número de vueltas. Por cada vuelta avanzaremos el número de dientes del piñón por el paso del mismo.

18. TRONILLO TUERCA Consiste en una varilla roscada una tuerca que se enrosca en la misma. Si hacemos girar la varilla roscada y mantenemos fija la tuerca esta se deslizará de manera lineal sobre la varilla. El avance de la tuerca será igual al número de vueltas que dé la varilla por el paso de la misma.

19. Rectilíneo alternativo en circular continuo El mecanismo capaz de producir este efecto es el biela manivela. Es el empleado en la máquina de vapor para conseguir el movimiento circular. Este es un mecanismo reversible, puede funcionar en los dos sentidos El recorrido del pistón es 2 veces la manivela.

20. Circular continuo en rectilíneo alternativo Para ello se pueden emplear: Las levas son piezas que giran con formas especiales. El recorrido del vástago es diámetro mayor menos diámetro menor. Las excéntricas son ruedas cuyo eje de giro no coincide con su centro geométrico, el recorrido del vástago depende de la excentricidad. El recorrido del embolo será 2 veces la excentricidad.

21. Ejemplo de aplicación de proyectos en el aula. Tornillo- tuerca. Se desea diseñar una plataforma que se deslice sobre una guía. Vamos a emplear el mecanismo de tronillo tuerca. Partimos que tenemos un motor que gira a una velocidad de 7500rpm y queremos que el movimiento de la plataforma sea lento de aproximadamente 1mm por segundo. Para ello vamos a diseñar una reductora formada por un piñón de ataque en el motor de 10 dientes que moverá un engranaje de 42 dientes que en su eje llevara un fin sin y este moverá un engranaje de 42 dientes que hará girar un varilla roscada de métrica 8

22. Ejemplo La relación de transmisión será: Esto quiere decir que por cada vuelta que de el motor la varilla roscada dará 0,0056 vueltas. Si el motor gira a 7500rpm el eje dará: 7500x0,00566=42,517rpm La varilla de métrica 8 tiene un paso aproximado de 1mm, esto quiere decir que por cada vuelta avanzaremos 1mm. Si damos 42,5 vueltas en un minuto quiere decir que avanzamos 42,5mm por minuto, que es más o menos lo queríamos.

23. Ejemplo El diseño quedará:

24. Ejemplo de aplicación de proyectos en el aula. Piñón- cremallera. Se desea diseñar una puerta corredera, para ello vamos a emplear el mecanismo de piñón cremallera. Partimos que tenemos un motor que gira a una velocidad de 7500rpm y queremos que el movimiento de la plataforma sea lento de aproximadamente 1mm por segundo. Para ello vamos a diseñar una reductora formada por un piñones de ataque de de 10 dientes que moverán un engranajes de 42 dientes, emplearemos 5 parejas de estos, en el último eje llevará un engranaje de 42 dientes que arrastrará la cremallera donde esta la puerta, todos estos serán de módulo 1. La puerta tendrá unos 6cm y debe de tardar en abrirse unos 30 segundos Emplearemos 5 parejas como esta

25. Ejemplo La relación de transmisión será: Esto quiere decir que por cada vuelta que de el motor el último eje dará 0,000765 vueltas. Si el motor gira a 7500rpm el eje dará: 7500x0,000765=5,378rpm Como el modulo es de 1 la Lp=paso x dientes: Lp=3,14x42=131mm. En cada vuelta avanzamos 13,1cm, como lo puerta tiene 6cm tardaremos aproximadamente medio minuto en abrirla.

26. Ejemplo piñón-cremallera

27. Otros ejemplos. Cambio de dirección de un eje

28. Otros ejemplos Biela manivela

29. Otros ejemplos Toldo enrollable

30. Otros ejemplos Diferencial

31. Otros ejemplos Excéntrica

32. Ya podemos empezar