Plano inclinado, palancas, poleas y mecanismos: principios de la tecnología

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Máquinas simples y mecanismos

Plano inclinado

El plano inclinado nos permite reducir el esfuerzo necesario para desplazar una carga verticalmente de un punto a otro.

Aplicaciones: ayuda a reducir el esfuerzo necesario para elevar objetos pesados verticalmente. Lo encontramos en accesos a garajes. Los encontramos en forma de hélice y en forma de cuña, es capaz de multiplicar el esfuerzo que se ejerce.

F = R·h / L (L = longitud de la rampa)

Palancas

P·BP = R·BR

Con la palanca se trata de vencer una resistencia, situada en un extremo de la barra, aplicando una fuerza llamada potencia en el otro extremo de la barra.

  • 1º: P · P A · R
  • 2º: P A · R · P
  • 3º: P A · P · R

Poleas

  • Fija: F = R
  • Móvil: F = R / 2
  • Polipasto potencial: F = R / 2·n
  • Polipasto exponencial: F = R / 2n

Una polea consiste en un disco que puede girar alrededor de un eje y que tiene en su borde una acanaladura por la que se pasa una cuerda o cable.

  • Fijas: eje de rotación fijo.
  • Móviles: eje de rotación que se puede desplazar.

La función que desempeña una polea es la de modificar la dirección de la fuerza aplicada.

Polipasto potencial: está constituido por una serie de poleas, siendo la mitad fijas y la otra mitad móviles, pasando por todas ellas una sola cuerda.

Polipasto exponencial: en este tipo por cada polea pasa una cuerda diferente.

Mecanismos

Mecanismo: es una combinación de operadores cuya función es producir, transformar o controlar un movimiento. Los mecanismos se construyen encadenando varios operadores entre sí de tal forma que la salida de uno se convierte en la entrada del siguiente.

Tipos de transformación de movimientos

  • Rectilíneo a circular: rueda.
  • Rectilíneo a rectilíneo: palanca, polea, polipasto.
  • Circular a rectilíneo: torno, tornillo, piñón-cremallera.
  • Circular a circular: polea-correa, piñón-cadena, ruedas de fricción, engranajes, tornillo sinfín.
  • Circular a alternativo: biela-manivela, levas, excéntricas.

Relación de transmisión

RT = N2 / N1

N1 · d1 = N2 · d2

Definimos la relación de transmisión como la relación entre la velocidad de salida y la velocidad del eje de entrada de un mecanismo de transmisión de movimiento circular. Llamamos eje de entrada al que corresponde al movimiento inicial y eje de salida al que corresponde al movimiento final. No tiene unidades.

Ruedas de fricción

N1 · d1 = N2 · d2

Transmisión por correa

En poleas con correa, los movimientos de giro son en el mismo sentido. En cambio, si se cruza la correa, el movimiento que se transmite es en sentido opuesto.

  • RT = N2 / N1
  • d1 > d2, N2 > N1: multiplicador de velocidad.
  • d1 < d2: reductor de velocidad.
  • d1 = d2, N2 = N1, RT = Nsalida / Nentrada

Engranajes

Los engranajes transmiten movimientos de giro en sentidos contrarios.

Módulo: es el cociente entre el diámetro primitivo del engranaje y el número de dientes del engranaje.

M = DP / Z (Z = nº de dientes)

N1 · Z1 = N2 · Z2

RT = N2 / N1

Engranaje loco: no varía la RT.

RT = RT1,2 · RT3,4

Tornillo sinfín - corona

Transmite movimientos de giro entre ejes que se cruzan perpendicularmente.

N1 · Z1 = N2 · Z2

RT = N2 / N1

Z1 = 1

Cremallera

Desplazamiento = Z / N