Mecanismos de Transmisión Lineal y Circular: Funcionamiento y Aplicaciones

Transmisión lineal

En la transmisión lineal, el movimiento de entrada y salida es lineal o forma un arco de círculo tan pequeño que se asimila a un movimiento lineal. Su aplicación fundamental es la transmisión de fuerzas.

Palancas

La palanca es un elemento rígido, parecido a una barra, que gira alrededor de un punto denominado punto de apoyo o fulcro. En ella actúan varias fuerzas en equilibrio. Cualquier palanca en equilibrio cumplirá la Ley de la Palanca: F · Bf = R · Br.

Tipos de palancas

• 1º grado: El Punto de Apoyo (PA) se encuentra en el medio.
• 2º grado: La Resistencia (R) se encuentra en el medio.
• 3º grado: La Fuerza (F) se encuentra en el medio.

Ejemplos de aplicación

• Freno: Reduce la velocidad de la rueda y se activa mediante palancas.
• Manivela: Es una palanca de segundo grado que se utiliza en picaportes de puertas y herramientas de apriete.
• Manillar: Funciona como una manivela o volante de bicicleta.

Poleas y polipastos

El equilibrio entre las fuerzas en cualquier sistema de poleas depende del recorrido que hace la cuerda en él.

Poleas

Una polea es una rueda ranurada que gira alrededor de un eje que se halla sujeto a una superficie fija.

• Polea fija: Las fuerzas son iguales (F = R) ya que la cuerda avanza lo mismo a ambos lados. Su ventaja reside en que empleamos la gravedad y el peso de nuestro cuerpo, siendo más fácil levantar algo tirando de ello hacia abajo que hacia arriba.
• Polea móvil: La cuerda realiza un recorrido doble alrededor de la polea móvil. El esfuerzo requerido para levantar la carga respecto a la polea fija se reduce a la mitad (F = R/2), aunque se necesita el doble de cuerda para subir la misma distancia.

Polipasto

Es un conjunto de poleas fijas y móviles. A mayor número de poleas, menor fuerza debemos hacer para subir el peso. Existen diferentes configuraciones:

• Vertical y horizontal: La fórmula es F = R / (2 · n).
• Exponencial: La fórmula es F = R / 2^n.

Transmisión de giro

Los sistemas de transmisión de giro ponen en contacto dos elementos que giran. Tienen dos finalidades principales: llevar el giro a un punto distante del lugar en que se produce la fuerza motriz y cambiar la velocidad final de giro del sistema. Para variar la velocidad, ambos elementos deben tener distinto tamaño.

Existen diversos tipos:

• Ruedas de fricción.
• Poleas con correa.
• Engranajes.
• Piñones y cadena.

Variación de velocidad

Dependiendo de la relación entre los componentes, el sistema puede ser:

• Sistema multiplicador.
• Sistema constante.
• Sistema reductor.

Problemas y fórmulas

Para el cálculo de transmisiones se utilizan las siguientes relaciones:

• Ruedas dentadas y poleas: Nm · Dm = Ns · Ds (donde N es la velocidad y D el diámetro).
• Engranajes: N1 · Z1 = N2 · Z2 (donde Z es el número de dientes).

Cambios de dirección y sentido de giro

Estos sistemas permiten conseguir fácilmente cambios en el sentido y la dirección del eje conducido. Necesitan un diseño especial de sus dientes para lograrlo. Dependiendo de la disposición de los ejes, se pueden emplear:

• Ejes paralelos.
• Ejes concurrentes (perpendiculares).
• Ejes cruzados.

Tornillo sin fin

Es un mecanismo especial que se utiliza cuando se quieren conseguir grandes reducciones de velocidad en un espacio reducido.