Principios Fundamentales de Mecanismos y Transmisión de Movimiento

Mecanismos de Transmisión y Transformación de Movimiento

Cremallera y Piñón

La **cremallera y piñón** es un mecanismo que transforma el movimiento lineal en **circular**, y viceversa. Es **reversible**, ya que no importa cuál sea la rueda motriz. El **paso (P)** es la distancia entre dos dientes. Es importante destacar que en la cremallera no se habla de módulos. La velocidad (V) se calcula con la fórmula: V = N x Z x P / t.

Torno

El **torno** puede ser movido por una **manivela** o un **motor**. Transforma el movimiento circular en **lineal**. Es un mecanismo **casi reversible**. A mayor diámetro, mayor fuerza se obtiene. Para resolver ejercicios relacionados con el torno, aplicamos la **ley de la palanca**.

Biela

La **biela** está formada por varias partes clave: el **sombrero**, la **cabeza**, el **cuerpo**, el **pie**, el **tornillo** y la **tuerca**. En el sistema **biela-manivela**, el **émbolo** está situado en el pie de la biela. El émbolo actúa como un **sistema de guiado** para la biela.

Carrera del Émbolo

La **carrera del émbolo** se refiere al recorrido lineal que este realiza. Si se cambia la longitud de la biela, la carrera no se modifica. Es decir, para que la carrera cambie, es necesario modificar la longitud de la manivela. La longitud del brazo de la manivela (**r**) determina directamente la carrera (**2r**) del émbolo.

Cigüeñal

El **cigüeñal** es un componente fundamental, formado por el **codo**, el **eje**, el **cuello**, la **muñequilla** y el **brazo**. Comúnmente, está configurado con tres bielas, cuyas manivelas están dispuestas en ángulos distintos para un funcionamiento coordinado. Las bielas se mueven a medida que el cigüeñal gira, y es crucial que las tres bielas estén **sincronizadas** para un rendimiento óptimo.

Tornillo y Tuerca

El mecanismo de **tornillo y tuerca** no es **reversible**. El **paso** se define como la distancia entre dos crestas del tornillo de la misma entrada. Una vuelta completa del tornillo equivale a la distancia del paso. La **rosca en V** se utiliza con el tornillo normal, mientras que la **rosca cuadrada** se emplea con la llave inglesa. La rosca cuadrada puede tener una o dos entradas. El tornillo, en su estructura básica, está formado por: **eje**, **brazo** y **empuñadura**.

Motor de Cuatro Tiempos

El **motor de cuatro tiempos** opera a través de un ciclo continuo de fases:

• **Admisión**: La válvula de admisión se abre, permitiendo la entrada de combustible y oxígeno a la cámara de combustión.
• **Compresión**: El pistón se desplaza hacia arriba, comprimiendo la mezcla de combustible y oxígeno.
• **Combustión**: Se produce una chispa que enciende la mezcla comprimida, generando una explosión y la expansión de los gases.
• **Escape**: La válvula de escape se abre, liberando los gases quemados del cilindro.

Este ciclo se repite continuamente para generar potencia.

Manivela

La **manivela**, a menudo utilizada con un émbolo circular, transforma el movimiento circular en **oscilante**. Puede funcionar como una **palanca de primer grado** o de **segundo grado**, dependiendo de la configuración de sus puntos de apoyo y aplicación de fuerza.

Levas

Las **levas** son mecanismos que transforman el movimiento circular en **alternativo**. A diferencia de otros sistemas, este mecanismo no es **reversible**. El **árbol de levas** es un eje donde se montan múltiples levas para controlar diversas operaciones. Una leva típica está formada por un **seguidor**, una **rueda** (o superficie de contacto) y la propia **leva**. La **excéntrica** es un tipo común de leva.

Trinquete

El **trinquete** es un mecanismo formado por **pastillas** y **discos** que tienen la función principal de **frenar** o impedir el movimiento en una dirección. Se encuentra comúnmente en vehículos como coches, motos y bicicletas, donde su función es esencial para la seguridad y el control.

Elementos de Acoplamiento y Soporte

Acoplamientos

Los **acoplamientos** se utilizan para **unir ejes**, permitiendo que ambos giren juntos una vez conectados. Para realizar el acoplamiento de forma segura y efectiva, es necesario **detener el movimiento** de los ejes.

Soportes

Los **soportes** tienen la función de **sostener un eje** y permitir su rotación o movimiento. Ejemplos comunes incluyen los **rodamientos** y los **cojinetes**. Además de estos, existen soportes diseñados para resistir fuerzas específicas como la **tracción**, la **torsión**, o aquellos que incorporan **muelles de torsión**, entre otros.