Clase 2:
Mecanismos de transmisión lineal.
El plano inclinado.
Aunque se trata de un mecanismo muy simple, el plano inclinado es un mecanismo de transmisión lineal, ya que transforma un movimiento lineal (el del brazo de la persona que empuja la caja) en otro movimiento lineal (el de la propia caja). Además, nos permite elevar un objeto con menor esfuerzo, a costa de aumentar la distancia que tenemos que desplazarlo.
La palanca.
La palanca es probablemente el mecanismo de transmisión lineal más conocido. Se trata de una serie de elementos, cuyos nombre veremos más adelante, que permiten transformar un movimiento lineal en una parte de la palanca en otro movimiento lineal en otra parte de esta. Se utiliza fundamentalmente para elevar pesos, aunque, como veremos en las páginas 4 y 5, unas pinzas, unas tijeras e incluso una caña de pescar también son ejemplos de palancas.
Mecanismos de transmisión circular.
Engranajes.
Son el mecanismo de transmisión circular más empleado, y por ese motivo se estudiará en detalle en las páginas 7, 8, 9 y 10 de este tema. Los engranajes están presentes en muchos de los aparatos que nos rodean: ascensores, vehículos, lavadoras, centrales eléctricas, relojes…
Por el momento sólo tienes que saber que se trata de un mecanismo que permite transmitir movimiento circular por medio de unas ruedas con un cierto número de dientes en su perímetro y que en función del número de dientes de cada una de las ruedas la velocidad de giro puede aumentar o disminuir.
Debes tener claro que se denomina engranaje al conjunto de dos ruedas dentadas, ya que una sola rueda no constituye un mecanismo. Como veremos a continuaciónue existe una gran variedad de tipos diferentes de engranajes. La elección de uno u otro tipo dependerá de la aplicación para la que se va a utilizar.
- Engranajes exteriores: son los más comunes. Permiten transmitir el movimiento entre dos ejes paralelos que se encuentran a cierta distancia. Como se puede observar en el dibujo de la izquierda, al transmitir el movimiento mediante un engranaje, el sentido de giro cambia de un eje a otro, si uno gira en el sentido de las agujas del reloj el otro girará en el sentido contrario y viceversa. Por comodidad, a partir de ahora, se representarán los engranajes como en el gif de la derecha, es decir, como si se vieran de frente.
- Engranajes interiores: son una variante que se emplea para transmitir el movimiento entre dos ejes paralelos que se encuentra muy próximos. Se utilizan sobre todo en mecanismos de dimensiones reducidas.
- Engranajes cónicos: se utilizan para transmitir el movimiento entre dos ejes perpendiculares (que forman un ángulo de 90 grados), aunque también existen variantes que permiten transmitir el movimiento entre ejes que forman otros ángulos diferentes.
Trenes de engranajes.
Se denomina tren de engranajes al mecanismo formado por más de dos ruedas dentadas. Son de gran utilidad ya que permiten conseguir grandes reducciones o aumentos de velocidad, cosa que con sólo un engranaje resultaría muy complicado, como veremos más adelante. También permiten modificar el sentido de giro de los ejes como se desee.
Como se verá en detalle en la página 9, existen dos tipos de trenes de engranajes:
- Trenes de engranajes simples.
- Trenes de engranajes compuestos:
Poleas con correa.
Es un mecanismo consistente en dos ruedas con una acanaladura por la que pasa una correa. Se utiliza para transmitir el movimiento entre dos ejes (normalmente paralelos) que se encuentran a cierta distancia.
Se utilizan con menos frecuencia que los engranajes ya que presentan una gran desventaja: la correa puede deslizar si se intentan transmitir fuerzas muy elevadas. Sin embargo también presentan una ventaja que es la posibilidad de conectar ejes que se encuentran muy separados, basta con seleccionar una correa de la longitud adecuada.
Como se puede ver en el dibujo de la izquierda, en las poleas el sentido de giro de los dos ejes es el mismo. En la imagen de la derecha puede verse una variante de las poleas con correas, presente en algunos motores, en la que una única correa transmite el movimiento a un conjunto de poleas:
Piñón – cadena
Se trata de un mecanismo que pretende aunar las ventajas de los engranajes y de las poleas con correa. Consiste en un par de ruedas (denominadas piñones) con unos dientes especiales en su perímetro sobre los cuales se engancha una cadena de eslabones. De esta manera se puede transmitir el movimiento entre ejes que se encuentran bastante alejados (como en las poleas con correa) y a la vez se evita el deslizamiento, ya que los dientes de las ruedas lo impiden.
Ruedas de fricción.
Es un mecanismo en el que se transmite el movimiento por medio del rozamiento entre dos ruedas. No es ampliamente utilizado ya que presenta la desventaja de los engranajes, la dificultad para conectar ejes muy alejados, y la desventaja de las poleas, ya que se pueden producir deslizamientos entre las ruedas.
Como ocurre con los engranajes, en este tipo de mecanismo el sentido de giro de los ejes cambia (imagen de la izquierda) aunque existe la posibilidad de introducir una rueda, a modo de rueda loca, para variar el sentido de giro como se desee (imagen de la derecha):
Tornillo sin fin.
Es un mecanismo que permite transformar un movimiento circular en otro también circular. Presenta la peculiaridad de que transmite el movimiento entre dos ejes perpendiculares, de manera similar a como lo hacían los engranajes cónicos que hemos visto antes. Costa de dos partes:
- El tornillo sin fin: que es una barilla circular con una ranura helicoidal en su superficie.
- La rueda dentada: que en ocasiones recibe el nombre de corona o piñón, cuyos dientes tienen la forma apropiada para poder engranar con el tornillo sin fin.
No es un mecanismo reversible, ya que sólo es posible transmitir el movimiento del tornillo sin fin al piñón, y no en sentido contrario. Se emplea en aplicaciones en las que es necesario conseguir velocidades muy reducidas. Debido a que cada vuelta completa del tornillo sin fin el piñón sólo avanza un diente se trata del mejor mecanismo para lograr grandes reducciones de velocidad.
Abajo se muestra una posible aplicación del tornillo sin fin para el movimiento de una cinta transportadora:
