Fundamentos de Máquinas y Mecanismos: Clasificación y Principios Físicos

Clasificación de las Máquinas

Las máquinas que desarrollan trabajo mecánico pueden clasificarse en:

• Máquinas simples: Solo tienen un punto de apoyo. Son la palanca, la polea, el torno, el plano inclinado, la cuña, el tornillo y la rueda-eje. En estas máquinas, en ausencia de rozamientos, el trabajo motor es igual al trabajo resistente.
• Máquinas compuestas: Consisten en la asociación de dos o más máquinas simples. Por ejemplo: una motocicleta, una grúa... En ellas existe rozamiento en los elementos que las integran y se pierde energía mecánica.

Todas las máquinas constan de motores, mecanismos y actuadores:

• Mecanismos: Producen la transmisión y la transformación del movimiento en general por medio de una combinación de mecanismos, denominada cadena cinemática.
• Motores: Son los elementos que generan el movimiento y producen las fuerzas de entrada en las máquinas.
• Actuadores: Son los elementos de salida. Producen los movimientos y las fuerzas de salida de las máquinas.

Los mecanismos son los dispositivos básicos de las máquinas que permiten transmitir o transformar las fuerzas y los movimientos desde un elemento de entrada o motor hasta un elemento de salida o actuador, en donde se halla la carga que se desea desplazar.

Tipos de Movimientos

• Lineal: Desplazamiento de un cuerpo en línea recta (bicicleta, monopatín, ascensor...).
• Giratorio: Desplazamiento de un cuerpo siguiendo una trayectoria circular (máquina de taladrar, noria...).
• Alternativo u oscilante: Desplazamiento de vaivén a lo largo de una línea.

Magnitudes Usadas en Máquinas y Mecanismos

• Fuerza: El empuje para modificar el movimiento de un cuerpo o deformarlo.
• Momento de una fuerza: Es el producto de la fuerza por la distancia al punto de aplicación.
• Potencia mecánica: La potencia mecánica de un eje de rotación es el producto del momento de giro por la velocidad angular.
• Energía mecánica: Los objetos en movimiento tienen energía cinética y los que están situados a una determinada altura tienen una energía potencial.
• Rendimiento: Es la relación existente entre la energía útil obtenida y la energía aplicada o suministrada a la máquina.