Mecanismos de transmisión y
transformación de movimiento
Módulo: Automatización Industrial.
Mónica Valverde/Juan Amigo
Mecánica Industrial
Año 2013
Mecanismo
• Un mecanismo transforma un
movimiento y una fuerza de entrada en
un movimiento y una fuerza de salida.
La misión del mecanismo es transmitir
el movimiento, transformarlo o ambas
cosas a un tiempo.
• Un mecanismo está formado por una
serie de órganos móviles, destinados a
la transmisión y transformación del
movimiento y de una serie de apoyos
fijos que forman la estructura del
mecanismo.
Tipos de movimiento
• Lineal: Movimiento en línea recta. Ejemplo: el
desplazamiento de un coche en línea recta.
• Lineal alternativo: Es un movimiento de avance y retroceso
en línea recta. Durante un tiempo determinado el
movimiento lleva una dirección y durante otro tiempo la
dirección opuesta. Ejemplo: El pistón del motor de un
coche.
• Rotativo o giratorio: Es un movimiento en círculo en un
sentido determinado. Ejemplo, las ruedas de un coche.
• Oscilante: Es un movimiento de avance y retroceso
describiendo un arco. Ejemplo un columpio o el péndulo de
un reloj.
Principales Transformaciones de
movimiento.
• Circular continuo en circular continuo: Poleas
unidas por correas, Engranajes, Ruedas de
fricción.
• Circular continuo en rectilíneo continuo:
Husillos, Piñón - Cremallera.
• Circular continuo en rectilíneo alternativo:
Biela - Manivela, Excéntrica.
• Rectilíneo continuo en rectilíneo continuo:
Poleas.
Palancas
• Una palanca está formada por una barra
rígida, una fuerza de entrada o esfuerzo, una
fuerza de salida o carga y un punto de apoyo o
fulcro. Las palancas son mecanismos que se
utilizan para transformar esfuerzos. Ejemplos
de palancas son: tijeras, alicates, abridor de
botellas, caña de pescar, etc.
Formulas
• Esfuerzo ∗ d E=Carga ∗ dC
• E ∗ d E=C ∗ dC
• Rendimiento=Carga /Esfuerzo
Palancas de primer orden
• En las palancas de primer orden,
el fulcro se encuentra entre el
esfuerzo y la carga.
• Transformación de movimiento
circular a movimiento circular.
Piñones y cadenas
Los piñones son ruedas dentadas, engranadas en
cadenas, que son los órganos de transmisión.
Existen varios tipos de cadenas, dependiendo de la
fuerza a transmitir, de la durabilidad, la lubricación
y el ambiente de trabajo.
• La ventaja principal de este
sistema de transmisión, frente al
de poleas, es la ausencia de
deslizamiento,
característica
fundamental en maquinaria
donde la posición relativa de las
partes en movimiento no debe
cambiar.
• Al igual que ocurre con las poleas, los
sentidos de giro de los ejes motor y
conducido son iguales; pero el
sistema resulta algo mas caro y
menos silencioso que el formado por
poleas y correa.
• El
funcionamiento
de
esta
transmisión es similar al de las
poleas, pero en este caso el órgano
de transmisión es la cadena.
• Para que el sistema engrane, es
necesario que el tamaño del diente
sea igual en el piñón motor y en el
conducido, por lo tanto, el número
de dientes de cada piñón será
directamente proporcional al radio.
• En el caso de los piñones resulta mas
fácil contar el número de dientes,
que medir los radios o diámetros.
Fórmulas
• RV=NM / NC
• RV=ZC / ZM
• NM∗ZM=NC∗ZC
•
•
•
•
•
N = Número de r.p.m. (revoluciones por
minuto)
Z = Número de dientes
M = Eje motor
C = Eje conducido.
Ruedas de fricción.
• Las ruedas de fricción son mecanismos
que transmiten el movimiento circular
entre dos ejes, mediante contacto
directo de las superficies periféricas. En
la transmisión de movimiento se invierte
el sentido de giro. Para que las
superficies
puedan
transmitir
movimiento sin patinar, es necesario que
exista una fuerza de rozamiento entre
ellas.
Fórmulas
• RV=NM / NC
• RV= RC / RM
• NM∗RM=NC∗RC
•
•
•
•
•
N = Número de r.p.m. (revoluciones por
minuto)
R = Radio
M = Eje motor
C = Eje conducido.
Engranajes.
• Los engranajes cumplen la misma misión que
las ruedas de fricción, pero evitan el
deslizamiento y permiten transmitir mayores
potencias. Los entrantes y salientes de las
ruedas dentadas, además de evitar el
deslizamiento, reducen la presión que se
ejerce sobre los ejes en la transmisión con
ruedas de fricción.
Fórmulas
• RV=NM / NC
• RV=ZC / ZM
• NM∗ZM=NC∗ZC
•
•
•
•
N = Número de r.p.m. (revoluciones por minuto)
Z = Número de dientes
M = Eje motor
C = Eje conducido.
Engranaje loco
• Como las ruedas de fricción, los
engranajes invierten el sentido de giro,
pero la inversión se puede evitar
insertando entre los dos engranajes
motor y conducido, un engranaje loco
que no afecta a las relaciones de
transmisión.
Engranaje loco
• También se evita la inversión cuando
uno de los engranajes tiene los
dientes por la parte exterior de la
circunferencia y el otro los tiene por
el interior.
• El principal inconveniente de los
engranajes es su alto costo.
Engranajes de dientes exteriores e
interiores
Tren de engranajes compuesto.
• Un tren de engranajes compuestos esta
formado por varios ejes y varios
engranajes, de manera que una pareja de
engranes transmiten el movimiento
desde un eje al siguiente. En los ejes
intermedios se colocan engranajes
dobles (dos engranajes solidarios) donde
uno de los engranajes recibe el
movimiento del eje anterior y el otro
engranaje lo transmite al eje siguiente.
• Cuando el tren de engranajes tiene
dos ejes (tren simple) sólo hay una
transmisión de movimiento; cuando
el tren de engranajes tiene tres ejes
hay
dos
transmisiones
de
movimiento, con cuatro ejes tres
transmisiones y así sucesivamente.
Tornillo sinfín corona helicoidal.
• Este sistema transmite el movimiento
circular entre ejes perpendiculares, de
forma silenciosa.
• Está formado por un tornillo sinfín, que
actúa como eje motor, acoplado con una
rueda dentada, que actúa como eje
conducido.
• Cada vuelta del tornillo hace que la rueda
gire el ángulo equivalente a un diente; de
esta forma se consiguen grandes
reducciones de velocidad con poco espacio.
• Una de las características de este
sistema de transmisión es que no es
reversible.
• Al ser un sistema de engranajes su
precio es alto al igual que su
precisión en la transmisión de
movimiento.
Tornillo ó Husillo
• Un tornillo está formado por una base
cilíndrica sobre la que se talla uno o varios
surcos helicoidales, quedando un relieve
también helicoidal que llamaremos filete o
filetes.
• El mecanismo está formado por un tornillo
fijo, que al girar mueve una tuerca bloqueada
de forma que no gire, de esta manera, el giro
del
husillo
se
transforma
en
un
desplazamiento lineal de la tuerca.
• Las roscas de los husillos están
normalizadas y se diseñan para que
puedan transmitir grandes fuerzas.
• Las características mas importantes
de este sistema de transmisión son:
desplazamiento uniforme y preciso,
funcionamiento silencioso, capacidad
para transmitir grandes fuerzas y
grandes relaciones de reducción en
poco espacio.
• Transformación de
movimiento circular a
movimiento lineal.
Piñón-cremallera
• Este sistema de transmisión está
formado por un engranaje que
engrana con una cremallera dentada
con la misma separación entre sus
dientes que la que tiene el piñón.
Este sistema es reversible, esto es,
desplazando
linealmente
la
cremallera podemos hacer girar el
piñón. y viceversa, al girar el piñón
desplazamos la cremallera.
Biela-Manivela
• El mecanismo de biela manivela, transforma
un movimiento circular en un movimiento
rectilíneo alternativo o viceversa. La aplicación
más difundida es la de transformar el
movimiento lineal de los pistones de un motor
de explosión en un movimiento de giro.
También se usa en compresores alternativos.
El mecanismo está formado por un émbolo
(pistón) que se mueve en unas guías (cilindro);
el émbolo está unido por un eje a la biela y
esta a la manivela; por último la manivela se
une solidariamente al eje de giro.
Excéntrica.
• Una excéntrica es un rueda o disco,
que gira por un punto separado, un
determinada distancia, de su centro.
Este desplazamiento del centro
provoca un vaivén en el movimiento
del disco que se puede transformar
en un movimiento lineal alternativo
ú oscilante alternativo, mediante un
palpador en contacto con el.
Levas.
• La leva es un mecanismo similar a la
excéntrica, pero en el que se puede
establecer una ley periódica que
relaciona el movimiento de giro con
el movimiento lineal. Se emplean en
automóviles
y
en
máquinas
herramientas.
• Transformación de movimiento
rectilíneo en movimiento rectilíneo.
Polea fija
• Una polea fija está formada por
una rueda o polea que gira
libremente sobre un eje fijo, o
sea, que no se desplaza. La polea
fija sólo cambia el sentido del
movimiento sin alterar la
velocidad, ni la fuerza.
Polea móvil
• Una polea móvil está formada por
una rueda o polea que gira
libremente sobre un eje, en el que se
coloca la carga. La polea además de
girar se desplaza. La polea móvil no
cambia el sentido del movimiento,
pero si altera la velocidad, y la
fuerza.
Aparejos de poleas
• Los aparejos de poleas son
mecanismos que se utilizan para
transformar
un
movimiento
rectilíneo en otro de igual tipo.
Generalmente se pretende reducir la
fuerza necesaria para trasladar un
objeto reduciendo la velocidad de
este.
Trócolas y polipastos
• Las trócolas y polipastos están formadas por
un grupo de poleas fijas (A) y un grupo de
poleas móviles (B) cada uno de ellos montado
en un armadura.
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Piñones y cadenas - Liceo Industrial "Vicente