Mecanismos Flashcards
(30 cards)
Definición de máquina y mecanismo
- Máquina: conjunto de piezas o elementos que transmiten o transportan un movimiento para facilitar un trabajo. Se componen por un elemento motriz, mecanismos de transmisión o transformación y un elemento receptor.
- Mecanismos: son los dispositivos encargados de la transmisión/ transformación del movimiento en una máquina. Hay mecanismos de transmisión (linear o circular) y transformación
Velocidad lineal
Derivada de la distancia respecto al tiempo.
V = e/t
Velocidad angular
Ángulo recorrido en un periodo de tiempo.
V = w*r
Momento o par motor
Par de fuerzas que actúan sobre un movimiento que ejerce un movimiento circular.
M = F * r
Potencia y energía mecánica
- Potencia: trabajo realizado en un periodo de tiempo.
P= W/t = Fd/t = FV = Fwr = M*w - Energía mecánica: potencia por unidad de tiempo.
E = P*t
Transmisión lineal 1.
Palanca
Es una máquina simple que consiste en una barra que oscila alrededor de un punto de apoyo. Existen tres tipos de palanca depende de dónde se sitúe el fulcro.
En cada lado de la palanca, se cumple una igualdad de momentos.
Mf = Mr –> Fbf = Rbr
Transmisión lineal 2.
Poleas
Consiste en una rueda que gira alrededor de un eje y tiene una acanaladura por la que se pasa una cuerda.
- Poleas fijas. Está fija a un soporte. No presenta ventaja de esfuerzo, solo modifica la dirección o sentido del movimiento.
- Poleas móviles. No están fijas a un soporte y pueden moverse verticalmente.
Mezclando poleas fijas y móviles podemos hacer polipastos:
- Polipasto de aparejo factorial: mismo número de poleas fijas y móviles y una única cuerda.
F=R/2n - Polipasto de aparejo exponencial: una polea fija y varias móviles. Más de una cuerda.
F=R/2^n
Transmisión circular 1.
Ruedas de fricción
Dos ruedas entre las que se transmite el movimiento a través de fricción, Por ello, no transmiten grandes potencias, ya que pueden patinar y se desgastan. Además, modifican el sentido de giro y ambas llevan la misma velocidad lineal.
i = w1/w2 = r2/r1
Si i>0, es un reductor de velocidad
Si i<0, es un multiplicador de velocidad
Transmisión circular 2. Sistemas de poleas y correa
Transmite mayores potencias que la rueda de fricción y puede transmite el movimiento entre ejes alejados.
Transmisión circular 3. Engranajes
Ruedas dentadas que engranan diente a diente. La mayor se llama corona y la menor, piñón.
Pueden ser cilíndricos si transmiten el movimiento entre ejes paralelos, cónicos, que o hacen entre ejes perpendiculares y helicoidales, que transmiten mayores potencias.
Parámetros:
- Diámetro primitivo: el diámetro que tendría una rueda de fricción equivalente.
- Módulo: el tamaño de un diente. m = Dp/z
- Paso: distancia entre dos puntos iguales de dientes consecutivos. p= m* pi
Transmisión circular 4.
Trenes de engranajes.
El número de ruedas dentadas es mayor que dos. L relación de transmisión se establece entre la rueda motriz y la conducida, las de en medio no alteran la velocidad de salida.
- Trenes de engranajes simples. Cada eje contiene una única rueda dentada. i= wm/wc = zc/zm
- Trenes de engranajes compuestos. Cada eje puede llevar más de una rueda dentada.
i= wm/wc = z2z4…zn/z1z3…zn-1
Transmisión circular 5.
Sistema de piñones y cadena
Se trata de dos ruedas dentadas separadas entre sí y unidas por una cadena que engrana con los dientes de ambas.
- Transmite grandes potencias
- Necesita lubricación
- Es ruidoso
- Es preciso y fiable
Transmisión circular 6.
Sistema de tornillo sin fin - corona
Se trata de un tornillo sin fin con un única hélice helicoidal que engrana con una rueda dentada. Es un excelente reductor de velocidad, pues a cada vuelta que da el tornillo sin fin, el engranaje solo da una. Además, es irreversible.
i=w1/w2=z2/n
Transformación 1.
Tornillo - tuerca
Se compone de un tornillo y una tuerca. Si se gira uno de los dos, el otro se desplaza linealmente. Es reductor de velocidad y reversible.
El trabajo necesario para girar la tuerca es el mismo que el requerido por el avance del tornillo.
F2piL = Favance * p
d= n*p
Transformación 2.
Piñón cremallera
Es una rueda dentada que engrana con una barra dentada. El movimiento circular de la rueda permite que la barra se desplace linealmente. Es reversible, preciso y transmite grandes potencias.
L = pzw
Transformación 3.
Biela- manivela
Consiste en una barra articulada a la que se le engancha una manivela a un extremo y se fija a un émbolo o pistón en el otro. El movimiento circular de la manivela provoca un movimiento lineal alternativo del émbolo. Es reversible.
Carrera: longitud recorrida por el émbolo cuando la manivela ha girado 180º. Es dos veces la longitud de la manivela.
x = r(1-cos(a))
Transformación 4.
Cigüeñal
Conjunto de bielas enganchadas a un eje llamado cigüeñal que transmite movimiento a todas ellas.
M= F*r
Transformación 5.
Leva
Se trata de un elemento con forma de ovoide que está en contacto con un seguidos enganchado a un muelle. El giro del ovoide provoca el movimiento lineal alternativo del seguidor
h= R-r (radio - distancia del eje a base
Transformación 6.
Excéntrica
Es muy similar a la leva, pero, en vez de un ovoide, la forma es de un círculo cuyo eje de giro no coincide con su centro geométrico.
h= e(1-cos(a)), siendo e la excentricidad
Acumuladores de energía
Acumulan energía para liberarla y suavizar el movimiento de los ejes.
- Volante de inercia: disco macizo y pesado en el eje que acumula inercia. Se coloca en el cigüeñal a continuación del embrague. Impide que el motor funcione a tirones.
- Acumuladores elásticos. Liberan energía cuando recuperan su forma. Los más usados son los muelles, las ballestas y los flejes.
Disipadores de energía
Generalmente mediante la fuerza de rozamiento, disipan la energía y frenan el movimiento de una máquina.
- Freno de tambor. Gira junto con la rueda y es frenado por el contacto de unas piezas llamadas zapatas, que están recubiertas por ferodos. Es duradero, pero se calienta mucho
- Freno de disco. Disco que gira solidario a la rueda y es frenado por dos pastillas que entran en contacto con él en cada una de sus caras.
Coches
Funcionan por combustión de combustibles fósiles.
Usan un motor de cuatro tiempos (admisión, compresión, combustión y escape).
- El árbol de levas abre las válvulas de escape y admisión, que controlan la entrada y el escape de combustible y gas al motor.
- El cigüeñal transmite el movimiento al embrague, que lo lleva a la caja de cambios.
- La caja de cambios se compone de tres árboles de engranajes que controlan la velocidad y la potencia empleados. Cada cambio viene determinado por los engranajes del árbol intermedio y secundario que estén funcionando.
- Transformación hacia las ruedas. La realizan un piñón de ataque y una corona y, para las curvas, intervienen los satélites y los planetarios.
Otros mecanismos. Cuña
Forma de prisma triangular. Si se ejerce fuerza sobre su ángulo más agudo, la distribuye en dos sentidos perpendiculares a su movimiento.
Otros mecanismos. Rampa
Mismo fundamento que la cuña. Ayuda a reducir el esfuerzo necesario para subir objetos.
