Fundamentos de Mecanismos: Transmisión y Transformación del Movimiento

Tipos de Mecanismos Fundamentales

Mecanismos de Transmisión de Movimiento

Transmiten a otro punto el movimiento producido por un elemento motriz.

Mecanismos de Transformación de Movimiento

Transforman un movimiento circular en un movimiento rectilíneo, o viceversa.

La Palanca: Principio y Funcionamiento

La palanca es una barra rígida que gira en torno a un punto de apoyo o articulación, llamado fulcro. En un punto de la barra se aplica una fuerza, con el fin de vencer una resistencia, que actúa en otro punto de la barra. Apoyándonos en la siguiente figura, expresaremos matemáticamente la ley de la palanca.

Entendiendo la Relación de Transmisión

Es la relación entre las velocidades de rotación de dos engranajes o poleas conectadas entre sí. Esta relación se debe a la diferencia de diámetros de las dos poleas, o bien a la diferencia del número de dientes de los dos engranajes, lo que implica una diferencia entre las velocidades de rotación de ambos ejes.

Sistema de Tren de Poleas con Correa

Se trata de un sistema de poleas con correa formado por más de dos ruedas. El movimiento circular del eje 1 se transmite al eje 2 a través de las poleas 1 y 2 mediante la correa de enlace tensa que las une. Las poleas 2 y 3, acopladas al mismo eje, giran a la misma velocidad. Por último, el movimiento de la polea 3 se transmite a la polea 4 mediante la correa que las une. Todas las ruedas giran en el mismo sentido.

Sistema de Tren de Engranajes

En este sistema, el movimiento circular del primer eje se transmite al segundo mediante los engranajes 1 y 2. El engranaje 3 gira al mismo tiempo que el engranaje 2, y transmite el movimiento al engranaje 4, con el que está engranado. Cada uno de los engranajes de un par engranado gira en sentido opuesto a su pareja.

Transformación de Movimiento: De Circular a Rectilíneo y Alternativo

De Movimiento Circular a Rectilíneo

• Sistema piñón-cremallera: Ejemplo: sacacorchos.
• Sistema tornillo-tuerca: Ejemplo: gato del coche.
• Conjunto manivela-torno: Ejemplo: grúa.

De Movimiento Circular a Rectilíneo Alternativo

• Biela-manivela: Ejemplo: locomotora de vapor.
• Cigüeñal: Ejemplo: motores de combustión.
• Leva: Ejemplo: apertura y cierre de válvulas del motor.
• Excéntrica: Ejemplo: máquina de coser.

Cálculo de Velocidad Lineal a partir de Velocidad de Giro

Para convertir la velocidad de giro de la rueda de una bicicleta en velocidad lineal (distancia recorrida por unidad de tiempo), basta con multiplicar la velocidad de giro por el diámetro de la rueda y el número π (pi).

Por ejemplo, si la velocidad de giro es de 6 rps (revoluciones por segundo) y el radio de la rueda es de 50 cm (lo que implica un diámetro de 1 m), la velocidad lineal será:

v = 2 × radio × velocidad de giro × π
v = 2 × 0,5 m × 6 rps × 3,14 = 18,85 m/s.