Conceptos Fundamentales de Mecanismos y Máquinas Simples
Clasificado en Tecnología
Escrito el en 
español con un tamaño de 6,63 KB
Introducción a los Mecanismos y Máquinas Simples
Una máquina es un conjunto de elementos que interactúan entre sí y que es capaz de realizar un trabajo o aplicar una fuerza. Los elementos que constituyen las máquinas se llaman mecanismos.
Máquinas Simples Fundamentales
La Palanca
La palanca es una máquina simple. Es una máquina porque es capaz de multiplicar la fuerza y es simple porque está compuesta de muy pocos elementos: una barra rígida y un punto de apoyo. Con una palanca se puede levantar mucho peso con poca fuerza.
Ley de la Palanca
La fuerza (F) por su brazo de fuerza (Bf) es igual a la resistencia (R) por su brazo de resistencia (Br):
F x Bf = R x Br
Donde Bf es la distancia del punto de aplicación de la fuerza al punto de apoyo, y Br es la distancia del punto de aplicación de la resistencia al punto de apoyo.
Tipos de Palancas
- Palanca de Primer Grado: El punto de apoyo está entre la fuerza y la resistencia.
- Palanca de Segundo Grado: La resistencia está entre el punto de apoyo y la fuerza.
- Palanca de Tercer Grado: La fuerza está entre el punto de apoyo y la resistencia.
La Polea
La polea es una rueda con una hendidura en la llanta por donde se introduce una cuerda.
- Polea Fija (PF): La fuerza es igual a la resistencia (F = R).
- Polea Móvil (PM): La fuerza es la mitad de la resistencia (F = R/2).
El Polipasto
El polipasto es un conjunto de poleas combinadas de tal forma que permite levantar un gran peso aplicando muy poca fuerza. Su fórmula es:
F = R / 2n
Donde n es el número de poleas móviles.
El Torno
El torno es un cilindro que consta de una manivela que lo hace girar, de forma que es capaz de levantar pesos con menos esfuerzo. Su principio se basa en la ley de la palanca:
F x Bf = R x Br
El Plano Inclinado
El plano inclinado es una rampa que sirve para elevar cargas realizando menos esfuerzo. Su fórmula es:
F = R x (a/b)
Donde F es la fuerza aplicada, R es la resistencia (peso de la carga), a es la altura de la rampa y b es la longitud de la rampa.
La Cuña
La cuña es un plano inclinado doble, donde la fuerza que se aplica perpendicular a la base se transmite multiplicada a las caras de la cuña.
Sistemas de Transmisión de Movimiento
Transmisión por Engranajes
Los engranajes son ruedas que tienen dientes en todo su perímetro externo y engranan unas con otras para transmitir el movimiento. Su relación de transmisión se calcula con la siguiente fórmula:
Z1 x W1 = Z2 x W2
Donde Z es el número de dientes y W son las revoluciones por minuto.
Transmisión por Correa
La correa conduce el movimiento de una polea a otra. Su relación de transmisión se calcula con la siguiente fórmula:
D1 x W1 = D2 x W2
Donde D es el diámetro de la polea y W es la velocidad angular de la polea.
Transmisión por Cadena y Catalina
En este sistema, los eslabones de la cadena se acoplan en los dientes de una rueda dentada, conocida como catalina, para transmitir el movimiento.
Tornillo sin fin y Piñón Acoplado
Este mecanismo se emplea para transmitir un movimiento giratorio entre ejes perpendiculares que se cruzan, obteniendo una gran reducción de velocidad. Ejemplos comunes incluyen limpiaparabrisas y clavijas de guitarra.
Relación de Transmisión
La relación de transmisión (R) es el cociente de las velocidades de los dos elementos que se mueven (conducido y motriz):
R = Wconducida / Wmotriz
Trenes de Mecanismos
Los trenes de mecanismos son la unión de varios mecanismos simples para lograr un objetivo específico.
- Sistema de Transmisión Reductor: Un sistema que combina, por ejemplo, poleas y engranajes para lograr una reducción de velocidad.
- Tren de Poleas: Se utiliza para la reducción de la velocidad de un motor.
- Tren de Engranajes: Se utiliza para el aumento de la velocidad de un mecanismo.
Mecanismos de Transformación de Movimiento
Estos mecanismos son aquellos que cambian el tipo de movimiento (por ejemplo, de circular a lineal o viceversa).
Piñón-Cremallera
Se utiliza para transformaciones de movimiento circular en lineal o viceversa. Ejemplo: el sistema de dirección de un coche (volante).
Husillo-Tuerca
Permite transformaciones de movimiento circular en lineal o viceversa. Ejemplo: un gato de manivela.
Biela-Manivela
Es un mecanismo compuesto de dos barras articuladas, de forma que una gira (la manivela) y la otra se desplaza por una guía (la biela).
Excéntrica
Una excéntrica es una rueda que tiene una barra rígida unida en un punto de su perímetro, lo que genera un movimiento alternativo.
Cigüeñal
El cigüeñal es un sistema compuesto por la unión de múltiples manivelas acopladas a sus correspondientes bielas, transformando el movimiento lineal alternativo en rotatorio o viceversa.
Leva
La leva es un dispositivo que, al girar, es capaz de accionar un elemento al que no está unido directamente y moverlo de forma alternativa.