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MÁQUINAS Y MECANISMOS

• Presentación realizada por
• Virgilio Marco Aparicio.
• Profesor de Apoyo al Área Práctica del
• IES Tiempos Modernos.
• ZARAGOZA

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MÁQUINAS Y MECANISMOS.

• ÍNDICE
• Los componentes de las máquinas
• Los mecanismos
• Palancas
• Ruedas, levas y poleas
• Sistemas de transmisión
• La relación de transmisión
• Manivelas y bielas

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LOS COMPONENTES DE LAS MÁQUINAS. Elementos.
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Máquinas son aparatos que reducen el esfuerzo
necesario para realizar un trabajo. En casi todas
las máquinas podemos encontrar
Estructura sirve de apoyo y protección para el
resto de los componentes.
Mecanismos transmiten y transforman las fuerzas
y los movimientos.
Actuadores transforman el movimiento en trabajo.
Motor da energía mecánica a partir de cualquier
otra.
Circuitos son los que transportan la energía de
un lugar a otro de la máquina.
Dispositivos de mando regulación y control
controlan el funcionamiento
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LOS COMPONENTES DE LAS MÁQUINAS. Circuitos
hidráulicos y neumáticos.
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• Los circuitos hidráulicos o neumáticos son las
  partes por las que circula un fluido que en unos
  es agua o aceite y en los otros aire comprimido.
  Suelen contener los siguientes elementos

El generador. Se encarga de impulsar el fluido,
suele ser una bomba de aire o un compresor.
Los conductores. Son tubos o tuberías de
diferentes materiales
Los receptores. Son los que aprovechan el
movimiento del fluido para obtener calor,
movimiento, trabajo, etc.
Elementos de protección. Boyas, filtros,
válvulas, que aseguran el funcionamiento del
circuito sin riesgos.
Elementos de control y regulación del caudal.
Grifos, válvulas, compuertas que cortan o dirigen
el paso del fluido.
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MECANISMOS. Tipos de movimientos.
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• La mayoría de las máquinas tiene varios
  componentes que realizan movimientos. Los cuatro
  movimientos básicos, que dan lugar a múltiples
  movimientos combinados, son

Lineal. Se realiza en línea recta y en un solo
sentido
Alternativo. Es un movimiento de constante avance
y retroceso en línea recta.
Rotativo. Es un movimiento en círculo y en un
solo sentido
Oscilante. Es un movimiento de constante avance y
retroceso describiendo un arco
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MECANISMOS. Tipos de mecanismos.
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• Los mecanismos son elementos o combinaciones de
  elementos que transforman las fuerzas y los
  movimientos.Así nos permiten modificar su
  dirección e intensidad hasta lograr los que
  necesitamos. Algunos tipos de mecanismos son

Engranajes.
Poleas.
Palancas.
Bielas.
Cigüeñales.
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MECANISMOS. Ejemplo tornillo - tuerca.
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• El mecanismo tornillo tuerca se emplea para
  transformar un movimiento de giro en otro
  rectilíneo con una gran reducción de velocidad y,
  por tanto, un gran aumento de fuerza. Por ello se
  ha usado frecuentemente en prensas. Podemos
  encontrarnos los dos casos siguientes

Tuerca fija. Al estar la tuerca fija el tornillo
avanza en línea recta consiguiendo ejercer una
gran presión sobre los obstáculos que encuentra
en su avance. Esta es la utilidad que se
aprovecha en los tornillos de banco y en las
máquinas para la medición de resistencia de
materiales
Tornillo fijo. En la bigotera y los compases de
precisión es el tornillo el que está fijo y al
girarlo mediante la ruedecilla central, se
consigue que las tuercas se desplacen variando
así la abertura entre las puntas con gran
precisión. Esta abertura se mantiene fija a no
ser que se vuelva a girar la rueda.
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PALANCAS. Usos
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• La palanca es una máquina consistente en una
  barra rígida que puede oscilar sobre un punto de
  apoyo.Puede usarse para
• Transmitir movimientos.
• Transformar un movimiento en otro de sentido
  contrario.
• Transformar fuerzas grandes en fuerzas pequeñas.
• Transformar fuerzas pequeñas en fuerzas grandes.
• Transformar un movimiento pequeño en otro mayor.
• Transformar un gran movimiento en uno pequeño.

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PALANCAS. Tipos 1
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• En toda palanca tenemos tres elementos
  imprescindibles

Potencia o fuerza que aplicamos
Punto de apoyo
Resistencia o fuerza que deseamos superar
Primer género. Tiene el punto de apoyo colocado
entre la potencia y la resistencia.
Segundo género. Tiene la resistencia colocada
entre la potencia y el punto de apoyo.
Tercer género. Tiene la potencia colocada entre
la resistencia y el pinto de apoyo.
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PALANCAS. Tipos 2
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• En la vida diaria nos encontramos con muchos
  aparatos y máquinas que combinan varios tipos de
  palancas, son lo que llamamos palancas múltiples.

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PALANCAS. La Ley de la palanca
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• Mediante una palanca podemos amplificar nuestra
  fuerza colocando convenientemente el punto de
  apoyo, la resistencia y el punto donde
  aplicaremos nuestra potencia.

La LEY DE LA PALANCA dice el producto de la
potencia por su distancia hasta el punto de apoyo
es igual al producto de la resistencia por su
distancia a ese mismo punto.
Potencia x dp Resistencia x dr
Con el punto de apoyo a la misma distancia de la
potencia y de la resistencia no hay amplificación
de la fuerza
Si la potencia está dos veces más lejos del punto
de apoyo que la resistencia, la fuerza se
amplifica al doble.
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RUEDAS, LEVAS Y POLEAS.
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Ruedas en el volante y en otras ruedas
aprovechamos la propiedad de la palanca. La
potencia se aplica en el exterior y la
resistencia está en el mismo punto de apoyo que
se sitúa en el centro.
La rueda excéntrica y la leva son ruedas que
giran sobre un eje que no coincide con su centro.
Logran convertir un movimiento circular en uno
alternativo que es transmitido a otro componente
(palanca, balancín, ...) que está conectado con
ellas
La polea es un mecanismo compuesto por una rueda,
acanalada en su perímetro, y su eje. La polea
fija no se mueve al desplazar la carga. En la
polea móvil, que se desplaza al desplazar la
carga, el punto de apoyo no está en el eje sino
en la cuerda. Con las poleas logramos realizar
esfuerzos hacia abajo para subir cargas, ganando
así en comodidad. Con las poleas móviles también
logramos amplificar la fuerza.
Los polipastos son combinaciones de poleas, fijas
y móviles, con las que logramos cambiar la
dirección del esfuerzo que realizamos y
conseguimos amplificar la fuerza. Para ello
tenemos que aumentar también la longitud de la
cuerda que deberemos desplazar.
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SISTEMAS DE TRANSMISIÓN.
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Los sistemas de transmisión son mecanismos que se
emplean para transmitir movimientos de un eje a
otro. Existen varios sistemas
Mediante ruedas de fricción son mecanismos con
dos o más ruedas que están en contacto. Al girar
una hace girar a la otra en sentido contrario.
Los ejes de las ruedas deben estar muy próximos y
pueden ser paralelos o que se corten.
Transmisión mediante poleas y correa son
mecanismos formados por dos o más poleas
conectadas entre sí mediante correas. Los ejes de
las ruedas pueden estar muy alejados y pueden
estar paralelos o cortarse. Las correas pueden
colocarse cruzadas para cambiar el sentido de
giro. Según los diámetros de las ruedas y la
rueda que actúe como motriz podemos lograr
modificar la relación entre la velocidad de giro
y la fuerza de una rueda y otra.
Transmisión mediante piñones y cadena son
mecanismos compuestos por dos ruedas dentadas
unidas mediante una cadena. Se comportan como las
transmisiones mediante poleas y correa, pero con
la ventaja de que, al ser las ruedas dentadas, la
cadena no corre peligro de deslizarse.
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SISTEMAS DE TRANSMISIÓN. Engranajes
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Los sistemas de transmisión por engranajes están
formados por ruedas dentadas engarzadas entre
sí. Podemos encontrar los siguientes tipos.
De ruedas rectas Se emplea para aumentar o
reducir la velocidad de giro y para mantener o
cambiar el sentido de la rotación.
De ruedas cónicas transmite el movimiento a un
eje que se encuentra en ángulo recto con el eje
motor.
Tornillo sin fin o sin fin corona transmite el
movimiento a un eje perpendicular y reduce mucho
su velocidad.
Cremallera y piñón convierten el movimiento
giratorio en lineal y viceversa.
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LA RELACIÓN DE TRANSMISIÓN
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• En todos los sistemas de transmisión, el aumento
  o disminución de fuerza y velocidad depende de la
  relación de transmisión.

La Relación de transmisión en el caso de poleas y
correa es el cociente entre entre el diámetro de
la rueda arrastrada y el de la rueda motriz.
n1
n2
d1 / d2 n2 / n1
d1
d2
Rueda motriz
Rueda arrastrada
La Relación de transmisión en el caso de
engranajes y piñones con cadena es el cociente
entre entre el número de dientes del engranaje
arrastrado y el del engranaje motor.
n1
n2
z1 / z2 n2 / n1
z1
z2
Rueda motriz
Rueda arrastrada
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LA RELACIÓN DE TRANSMISIÓN. El reductor de
velocidad.
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• El reductor de velocidad es un mecanismo que se
  emplea para lograr que un motor cuyo eje gira muy
  deprisa pero con poca fuerza sea capaz de mover
  un elemento que precisa mayor fuerza para girar,
  pero gira más lentamente.

Rueda motriz
Rueda arrastrada
Rueda motriz
Rueda arrastrada
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MANIVELAS Y BIELAS. La manivela
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• La manivela es un mecanismo que sirve para hacer
  girar un eje con menos esfuerzo. Cuanto más larga
  es la manivela menor es el esfuerzo que deberemos
  realizar.

El cigüeñal es un conjunto de manivelas colocadas
sobre un mismo eje. Se usa cuando queremos dar
movimiento alternativo a varios elementos.
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MANIVELAS Y BIELAS. La biela
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• La biela es una barra rígida que está conectada a
  un cuerpo que gira . Cuando el cuerpo gira la
  biela se desplaza según un movimiento
  alternativo. El efecto también se puede logra a
  la inversa, es decir, transformando un movimiento
  alternativo en uno giratorio.

La biela y la manivela suelen utilizarse juntas
formando el conjunto biela-manivela . El pedal de
la bicicleta que transforma el movimiento
alternativo de la pierna en la rotación del plato
y de las ruedas es un ejemplo muy conocido.