Máquinas Simples y Mecanismos: Fundamentos y Aplicaciones en Tecnología Industrial

Máquinas Simples: Conceptos Básicos

Las máquinas simples son ingenios que utilizan los humanos para realizar trabajos con menor esfuerzo.

Tipos de Máquinas Simples

• El plano inclinado: Permite levantar pesos con menor esfuerzo.
• Tornillo: Los más comúnmente utilizados son cilindros de metal con una rosca helicoidal. Un ejemplo notable es el tornillo de Arquímedes, empleado para bombear agua.
• Rueda: Inicialmente, simples cilindros de madera, como troncos, que movían grandes pesos. Hoy se utiliza el principio de funcionamiento de la rueda para el desplazamiento.
• Palanca: Consta de una barra o elemento rígido que oscila sobre un punto de apoyo. Permite levantar grandes pesos con pequeñas fuerzas.
• Polea: Compuesta por una rueda sujeta a un eje de forma que gire libremente. Por el exterior se pasa una cuerda; en uno de los extremos se ata la carga y por el otro se aplica la fuerza.

Mecanismos: Transmisión y Transformación del Movimiento

Los mecanismos tienen como objetivo transmitir o modificar el movimiento, pudiendo:

• Aumentar o disminuir la velocidad.
• Variar el ángulo de giro.
• Cambiar el sentido.
• Variar el tipo de movimiento.

Relación de Transmisión

La relación entre la velocidad del eje conducido y la del eje motor se llama relación de transmisión (Rt).

• Rt: Relación de transmisión
• Ns: Vueltas o velocidad de salida en r.p.m.
• Ne: Vueltas o velocidad de entrada en r.p.m.

Tipos de Mecanismos

Poleas y Correas

Se utilizan en ejes paralelos, el sentido de giro se invierte. La Rt se puede hallar relacionando el diámetro de las poleas. Los ejes de giro pueden estar alejados.

Cadenas

Los ejes del plato y piñón son paralelos, el sentido de giro no se invierte. La Rt se halla relacionando el número de dientes del plato y piñón. Los ejes pueden estar relativamente alejados.

Engranajes Rectos

Se emplean en ejes paralelos, el sentido de giro (SG) se invierte. La Rt se halla relacionando el número de dientes de las ruedas dentadas. Los ejes han de estar a poca distancia.

Engranajes Cónicos

Las ruedas dentadas tienen forma cónica y son perpendiculares. La Rt se halla relacionando el número de dientes de las ruedas. Los ejes deben estar a poca distancia.

Tornillo sin Fin

Formado por un tornillo y una rueda dentada. El movimiento solo se transmite del tornillo hacia la rueda dentada, permitiendo grandes reducciones de velocidad. Los ejes de giro se cruzan formando un ángulo de 90º.

Piñón-Cremallera

Transforma el movimiento circular en rectilíneo. Consiste en una barra dentada destinada a engranar con un piñón. Es un mecanismo reversible, ya que el elemento motor puede ser la cremallera o el piñón.

Leva

Los elementos principales son un disco que gira de forma excéntrica y un seguidor que está en contacto con el disco. Transforma el movimiento circular en rectilíneo de vaivén. El movimiento solo se transmite de la leva al seguidor.

Biela-Manivela

La manivela tiene un movimiento circular. Un extremo de la biela tiene movimiento de vaivén y el otro tiene movimiento circular. Transforma el movimiento circular en rectilíneo de vaivén o viceversa.