Mecanismos Esenciales: Transmisión y Conversión de Movimiento

Los mecanismos de transmisión son fundamentales en la ingeniería para transferir y modificar el movimiento y la fuerza entre diferentes componentes. En aplicaciones industriales y motores, así como en vehículos como bicicletas, motocicletas y vehículos de tres ruedas, por ejemplo, permiten transmitir el movimiento del elemento motriz a las ruedas.

Mecanismos de Transmisión Circular

Estos sistemas, como las ruedas de fricción o las poleas con correas, son esenciales para transmitir fuerzas y movimientos rotatorios.

Relación de Transmisión

La relación de transmisión es un concepto clave en estos mecanismos, similar al que se aplica en los engranajes. Define la proporción entre las velocidades de entrada y salida de un sistema.

Variación de la Velocidad

Además de transmitir fuerzas y movimientos, los mecanismos de transmisión circular permiten variar la velocidad de dichos movimientos. Cuando las ruedas de los sistemas de ruedas de fricción o de poleas con correas son de igual tamaño, giran a la misma velocidad. Sin embargo, cuando una rueda es mayor que otra, la de menor tamaño gira más rápidamente.

La razón entre las velocidades de las dos ruedas viene dada por la relación de transmisión:

• Multiplicador: Cuando la velocidad de la rueda de entrada (W1) es menor que la de la rueda de salida (W2), es decir, W1 < W2.
• Constante: Cuando la velocidad de la rueda de entrada (W1) es igual a la de la rueda de salida (W2), es decir, W1 = W2.
• Reductor: Cuando la velocidad de la rueda de entrada (W1) es mayor que la de la rueda de salida (W2), es decir, W1 > W2.

Mecanismos de Transformación de Movimiento

Estos mecanismos son cruciales para convertir un tipo de movimiento en otro, adaptándose a diversas necesidades funcionales.

De Circular a Rectilíneo Alternativo

Esta categoría incluye sistemas que convierten un movimiento de rotación en un movimiento de vaivén o viceversa.

Biela-Manivela

El conjunto biela-manivela está formado por una manivela y una barra denominada biela. Esta se encuentra articulada por un extremo con dicha manivela y por el otro con un elemento que describe un movimiento alternativo. Al girar la manivela, esta transmite el movimiento circular a la biela, que experimenta un movimiento de vaivén.

Este sistema biela-manivela también funciona a la inversa, es decir, transforma un movimiento rectilíneo alternativo o de vaivén en un movimiento de rotación. Este mecanismo tuvo una importancia decisiva en el desarrollo de la locomotora de vapor, pero también se utiliza en motores de combustión interna, limpiaparabrisas, máquinas herramienta, etc.

Cigüeñal

Si se coloca una serie de bielas en un mismo eje acodado, cada uno de los codos del eje hace las veces de manivela, y el conjunto se denomina cigüeñal. El cigüeñal transforma el movimiento de rotación de un eje en los movimientos alternativos desacompasados de las diferentes bielas. Igualmente, puede convertir el movimiento de vaivén de las bielas en un movimiento de rotación del eje. Este mecanismo se emplea en motores de combustión, donde la acción combinada de los cilindros acoplados a las bielas genera un movimiento acumulado de rotación en el eje. También se ha utilizado tradicionalmente en máquinas de coser.

Leva

La leva es, básicamente, una rueda con un saliente que empuja un seguidor a su paso. Se pueden añadir más salientes e introducir perfiles más o menos abruptos para conseguir movimientos más complejos (varios saltos por vuelta, elevaciones suaves, caídas bruscas...). De este modo, la leva transforma el movimiento de rotación de la rueda en un movimiento lineal o alternativo del seguidor.