Fundamentos de Máquinas Simples y Sistemas de Transmisión Mecánica

Máquinas Simples y Principios Fundamentales

Una máquina simple es un mecanismo sencillo que transforma la fuerza muscular en una tarea útil y proporciona una ventaja en fuerza o en velocidad. La Ley de la Máquina Simple establece la relación entre la Fuerza (F) aplicada y la Resistencia (R) a vencer.

La Palanca

La palanca es una barra rígida que puede girar alrededor de un punto, llamado fulcro.

Fórmula fundamental: Fuerza (F) × Distancia (dF) = Resistencia (R) × Distancia (dR)

Tipos de Palanca por Género

• Palanca de primer género: El fulcro está situado entre la Fuerza (F) y la Resistencia (R). Ejemplos: tijeras, alicates.
• Palanca de segundo género: La Resistencia (R) está situada entre el fulcro y la Fuerza (F). Ejemplos: carretilla, cascanueces.
• Palanca de tercer género: La Fuerza (F) está situada entre el fulcro y la Resistencia (R). Ejemplo: grapadora.

La Polea

La polea es una rueda que gira alrededor de un eje, movida por una cuerda. En sus extremos se sitúan la carga a elevar y la fuerza que hay que aplicar.

Existen la polea fija, la polea móvil y los polipastos.

Fórmula (aplicable a sistemas rotacionales): Fuerza (F) × Distancia (d) = Resistencia (R) × Radio (r)

El Plano Inclinado

Es una superficie plana con una cierta inclinación respecto al plano horizontal. Se utiliza para subir cargas a una altura mediante el deslizamiento.

Fórmula: Fuerza (F) × Distancia (d) = Resistencia (R) × Altura (h)

Sistemas de Transmisión de Movimiento

Relación de Transmisión (i)

La relación de transmisión (i) es el cociente entre la velocidad de salida (n₂) y la de entrada (n₁).

• Si i es menor que 1: El sistema es multiplicador de velocidad.
• Si i es igual que 1: El sistema se considera natural (no hay cambio de velocidad).
• Si i es mayor que 1: El sistema se considera reductor de velocidad.

La parte de la máquina que posee movimiento es el elemento conductor o motor, y la parte de la máquina que recibe el movimiento es el elemento conducido.

Transmisión Sin Cambio de Plano de Giro

Sistema de Poleas y Correa

Consiste en dos poleas unidas mediante una correa, o un sistema compuesto por un número par de poleas unidas por otras correas de transmisión. Ejemplos: electrodomésticos, maquinaria.

Ventajas e Inconvenientes

• Ventajas: Funcionamiento silencioso, bajo precio y permite un margen de error en la alineación.
• Inconvenientes: No se pueden transmitir grandes esfuerzos al eje de salida.

Piñón y Cadena

Es un sistema de ruedas dentadas unidas entre sí mediante una cadena, como las que se utilizan en bicicletas, motocicletas, etc.

Ventajas e Inconvenientes

• Ventajas: Puede transmitir grandes esfuerzos al eje de salida y no cambia el sentido de giro.
• Inconvenientes: Necesita lubricación y es ruidoso.

Sistema de Engranajes

Sistema de transmisión basado en ruedas dentadas que engranan directamente.

Ventajas e Inconvenientes

• Ventajas: Sistema de transmisión fiable y ocupa poco espacio.
• Inconvenientes: Ruidoso y necesita lubricación.