Conceptos importantes a conocer

• Operadores mecánicos: son elementos que transmiten o transforman el movimiento y la fuerza.

• Mecanismo: dispositivo que transmite o transforma un movimiento de entrada en un movimiento de salida.

• Máquina (máquinas simples o compuestas): es el resultado de la combinación adecuada de mecanismos relacionados entre sí para realizar una función determinada. Las máquinas pueden ser simples o compuestas en función del número y la complejidad de los mecanismos que las constituyen.

• Operadores acumuladores de energía: acumulan la energía y la liberan. Los siguientes elementos son operadores mecánicos:

  • Goma
  • Muelle

• Operadores que reducen el esfuerzo:

  • Plano inclinado: aumenta el recorrido pero reduce el esfuerzo.
  • Cuña: se utiliza en herramientas cortantes.
  • Rueda

Tipos de mecanismos

Mecanismos de transmisión

• La palanca (saber qué es una palanca e identificar los distintos tipos de palanca)

  • Palanca de primer grado
  • Palanca de segundo grado
  • Palanca de tercer grado

• Poleas (saber qué es una polea, su funcionamiento y los distintos tipos de polea): rueda con un perfil acanalado que gira alrededor de un eje, a la cual se le acopla una cuerda o correa de transmisión. La función de las poleas es cambiar la dirección de la fuerza y, en algunos casos, reducir la fuerza necesaria para levantar un peso.

  • Polea fija
  • Polea móvil
  • Polipasto potencial
  • Polipasto exponencial

Movimientos circulares

En estos mecanismos existe un operador conductor que transmite el movimiento a un operador conducido.

La magnitud que cuantifica el movimiento circular es la velocidad angular (ω), que representa el número de vueltas o revoluciones que da una rueda en cada unidad de tiempo.

Si la unidad de tiempo utilizada es el minuto, la velocidad se mide en vueltas o revoluciones por minuto (rpm).

Si comparamos la velocidad del operador conductor (entrada) con la del operador conducido (salida), se pueden presentar tres casos:

• ωsalida < ωentrada → Reductora de velocidad
• ωsalida = ωentrada → Transmisión lineal
• ωsalida > ωentrada → Multiplicadora de velocidad

Hay que tener en cuenta que a medida que se reduce la velocidad, aumenta la fuerza transmisora y viceversa.

Relación de transmisión

La relación entre la velocidad de salida (ωsalida) y la velocidad de entrada (ωentrada) se conoce como relación de transmisión (RT):

Transmisión por poleas

Transmisión por ruedas dentadas

Transmisión por cadena y ruedas dentadas

Transmisión por sinfín corona

Mecanismos de transformación

• Piñón-cremallera: transforma un movimiento circular en un movimiento lineal.

• Husillo-tuerca: transforma un movimiento circular en un movimiento lineal.

• Biela-manivela: produce un movimiento de vaivén.

• Manivela-torno: transforma un movimiento circular en uno lineal.

Mecanismos de regulación del movimiento

Estos mecanismos permiten controlar el movimiento.

Problemas y fórmulas

Además de la parte teórica, se realizarán problemas en los cuales se tienen que conocer los siguientes aspectos y fórmulas:

Problemas de palancas

Del estilo a los que se han realizado en clase, donde se tiene que identificar el tipo de palanca y, por otro lado, calcular alguno de los siguientes conceptos: fuerza, resistencia, longitud desde el punto de apoyo a la fuerza, longitud desde el punto de apoyo a la resistencia. Para la realización de dichos problemas es necesario aplicar la siguiente fórmula:

Fuerza × Longitud del brazo de la fuerza = Resistencia × Longitud del brazo de la resistencia

• La fuerza y la resistencia se medirán en Newton o Kg.
• La longitud del brazo de la fuerza y la longitud del brazo de la resistencia se medirá en una unidad de longitud: cm, mm, m,……

Importante recordar que:

• La fuerza y la resistencia tienen que ir en la misma unidad.
• La longitud del brazo de la fuerza y la longitud del brazo de la resistencia tiene que ir en la misma unidad, y esta unidad es una unidad de longitud.

Problemas de poleas

Realizar cálculos de la fuerza a desarrollar según el tipo de polea que tengamos. Para ello, tenemos que tener claro el tipo de polea y la fórmula a aplicar. Los tipos de poleas que hemos visto son los siguientes:

Polea fija

Polea móvil

Polipasto potencial

Polipasto exponencial

En cada imagen, junto con el tipo de polea, viene la fórmula a aplicar para llevar a cabo el cálculo.

En todos los casos, las letras que se utilizan en las fórmulas significan lo siguiente:

• F: fuerza (esfuerzo que realizo para mover algo)
• R: resistencia (lo que intento mover)
• n: número de poleas móviles (recordad que las poleas móviles son aquellas que además de girar, cambian de posición)

Resumen de las fórmulas a conocer de las poleas:

• Polea fija: F = R
• Polea móvil: F = R/2
• Polipasto potencial: F = R/2n
• Polipasto exponencial: F = R/2ᶮ

Problemas de relación de transmisión

Calcular la relación de transmisión, así como también velocidades angulares.

Importante conocer qué es cada cosa, para ello indico a continuación lo que significa cada cosa:

• RT: relación de transmisión
• 𝓌: velocidad angular (número de vueltas que da en una unidad de tiempo, normalmente trabajaremos con r.p.m (revoluciones por minuto))
• D: diámetro (que tienen las poleas)
• N: número de dientes que tiene los engranajes
• e: entrada (es decir, donde se ejecuta la fuerza)
• s: salida

• La relación de transmisión la podemos calcular a través de cualquiera de estas 3 fórmulas dependiendo de los datos que tengamos:

  RT = 𝓌ₛ / 𝓌ₑ

  RT = Dₑ / Dₛ

  RT = Nₑ / Nₛ

• Y también nos podría hacer falta alguna de estas dos fórmulas para el cálculo de velocidad angular.

  𝓌ₛ / 𝓌ₑ = Dₑ / Dₛ

  𝓌ₛ / 𝓌ₑ = Nₑ / Nₛ

Mecanismos de transformación del movimiento

• Saber qué es un mecanismo de transformación del movimiento y su función.
• Reconocer mediante imágenes los distintos tipos de mecanismos de transformación del movimiento que hemos visto, sus partes y su funcionamiento (de forma sencilla).

Mecanismos de regulación del movimiento

Saber qué es un mecanismo de regulación del movimiento y su función.

Reconocer mediante imágenes los distintos tipos de mecanismos de regulación del movimiento que hemos visto, sus partes y su funcionamiento (de forma sencilla).