Mecanismos para Tecnología 1º ESO

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¿QUÉ SON LOS MECANISMOS? Son elementos destinados a trasmitir y transformar fuerzas y movimientos desde un elemento motriz (motor) a un elemento receptor. Permiten realizar determinados trabajos con mayor comodidad y menor esfuerzo. Elemento motriz Mecanismo Elemento receptor

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TIPOS DE MOVIMIENTOS MOVIMIENTO GIRATORIO MOVIMIENTO ALTERNATIVO MOVIMIENTO RECTILÍNEO Se mide en r.p.m. Se mide en ciclos/s Se mide en m/s MECANISMOS Son elementos que permiten transformar un movimiento o fuerza en otro movimiento o fuerza.

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CLASIFICACIÓN DE LOS MECANISMOS Mecanismos de transmisión del movimiento Trasmiten el movimiento la fuerza y la potencia producidos por un elemento motriz a otro punto Mecanismos de transmisión lineal: Polea (fija o móvil) Polipasto Palanca Mecanismos de transmisión circular: Ruedas de fricción Ruedas de poleas con correa Engranajes Tornillo sin fin Sistema de engranajes (piñones) con cadena

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TRANSFORMACIÓN DE MOVIMIENTO RECTILÍNEO EN RECTILÍNEO Palanca 1er tipo Palanca 3er tipo Palanca 2º tipo Polea fija Polea móvil Polipasto

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TRANSFORMACIÓN DE MOVIMIENTO GIRATORIO EN GIRATORIO Ruedas de fricción Tornillo sinfín Tren de engranajes Engranaje loco Engranaje sencillo Tren de poleas Poleas con correa cruzada Poleas con correa Ruedas dentadas con cadenas

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Mecanismos de transformación del movimiento Transforman un movimiento circular en rectilíneo, o viceversa Mecanismos que transforman el movimiento circular en rectilíneo o viceversa: Manivela – torno Piñón – cremallera Tornillo - tuerca Mecanismos que transforman el movimiento circular en rectilíneo alternativo, o viceversa: Biela – manivela Leva y excéntrica Cigüeñal CLASIFICACIÓN DE LOS MECANISMOS

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Piñón-cremallera Tornillo-tuerca Torno-manivela ANIMACIÓN TRANSFORMACIÓN DE MOVIMIENTO GIRATORIO EN RECTILÍNEO

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Biela-manivela leva ANIMACIÓN ANIMACIÓN TRANSFORMACIÓN DE MOVIMIENTO GIRATORIO EN ALTERNATIVO

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Mecanismos para dirigir el movimiento Permiten el giro en un sentido y lo impiden en el contrario Trinquetes Mecanismos para regular el movimiento Reducen la velocidad del movimiento Frenos Mecanismos de acumulación de energía Absorben energía cuando son sometidos a presión Muelles Gomas CLASIFICACIÓN DE LOS MECANISMOS Mecanismos de acoplamiento Permiten el acoplamiento o desacoplamiento de los ejes o árboles de transmisión Embragues Acoplamientos

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MECANISMOS DE TRANSMISIÓN LINEAL Palanca Es una barra rígida que gira en torno a un punto de apoyo. En un punto de la barra se aplica una fuerza (F), con el fin de vencer una resistencia (R), que actúa en otro punto de la barra. La palanca se encuentra en equilibrio cuando el producto de la fuerza (F), por su distancia (d), al punto de apoyo es igual a la resistencia (R), por su distancia (r), al punto de apoyo: Ley de la palanca F ∙ d = R ∙ r La fuerza (F), es tanto menor cuanto mayor es la distancia (d), a la que se aplica. Tipos de palancas

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Este tipo de palanca se llama de primer género Este tipo de palanca se llama de segundo género, sirve para mover pesos muy grandes. La caña de pescar es una palanca de tercer género. En este tipo de palanca, la fuerza se aplica ente el punto de apoyo y el peso que se quiere mover. Tipos de palancas

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Palancas en el cuerpo humano El sistema formado por los músculos de la nuca, que ejercen la fuerza, el peso de la cabeza que tiende a caer hacia delante y el atlas (primer vértebra cervical), que es el punto de apoyo (primer género). El sistema formado por los gemelos, que ejercen la fuerza, el tarso, donde se aplican la resistencia y la punta de los pies, que es el punto de apoyo (segundo género). El sistema formado por el tríceps, que ejerce la fuerza, el objeto que empujamos con la mano que es la resistencia y el codo que actúa como punto de apoyo (tercer género).

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APLICACIONES DE PALANCAS BALANZA PINZAS CARRETILLA CAÑA PESCAR CASCANUECES REMOS

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Polea fija Es una rueda ranurada que gira en torno a un eje sujeto a una superficie fija. Por la ranura se hace pasar una cuerda, cadena o correa que permite vencer, de forma cómoda, una resistencia (R), aplicando una fuerza (F). Se encuentra en equilibrio cuando la fuerza aplicada (F), es igual a la resistencia (R), que representa la carga. F = R Sirve para elevar y bajar cargas con facilidad. Grúas sencillas, aparatos de musculación, etc.. Polea móvil Es un conjunto de dos poleas, una de las cuales se encuentra fija, mientras que la otra puede desplazarse linealmente. Se encuentra en equilibrio cuando se cumple la siguiente igualdad: F = R / 2 Este tipo de poleas permite elevar cargas con menor esfuerzo.

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APLICACIONES DE POLEAS POLEA DE POZO GRÚA APARATOS DE MUSCULACIÓN

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Polipasto Es un tipo especial de montaje de poleas fijas y móviles. Consta de un número par de poleas, la mitad de las cuales son fijas y la otra mitad móviles. Se encuentra en equilibrio cuando se cumple la igualdad: F = R / 2n n es el número de poleas móviles Tiene múltiples aplicaciones: ascensores, montacargas, grúas... MECANISMOS DE TRASMISIÓN CIRCULAR Ruedas de fricción Son sistemas de dos o más ruedas que se encuentran en contacto. Una de las ruedas es la motriz o de entrada, pues al moverse provoca el movimiento de la de salida. Se emplean para fabricar y arrastrar chapas metálicas, rollos de papel, norias, tocadiscos, etc.

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Sistema de poleas con correa Son dos poleas o ruedas situadas a cierta distancia, cuyos ejes suelen ser paralelos, que giran simultáneamente por efecto de una correa. El giro de un eje se trasmite al otro a través de las poleas acopladas. Las dos poleas y, los dos ejes giran en el mismo sentido. La relación entre las velocidades de giro de ruedas o poleas depende del tamaño de éstas y se expresa así: V1 ∙ d1 = V2 ∙ d2 V1 y V2 son las velocidades de las ruedas motriz y conducida; d1 y d2 los diámetros correspondientes. Las velocidades de giro de ruedas o poleas se mide en vueltas, o revoluciones, por minuto (rpm) o por segundo (rps). Los diámetros se expresan en milímetros o centímetros.

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APLICACIONES DE POLEAS CON CORREAS TAMBOR DE LAVADORA TALADRO DE MESA MÁQUINA DE COSER

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Tren de poleas con correa Se trata de un sistema formado por más de dos ruedas. El movimiento del eje 1 se trasmite al eje 2 a través de las poleas 1 y 2. Las poleas 2 y 3 acopladas al mismo eje giran con igual velocidad. Por último, la polea 3 trasmite a la polea 4 el movimiento. La relación entre las velocidades de las ruedas motriz (1) y conducida (4) puede expresarse por: Los tipos de correas pueden ser plana, redonda o trapecial.

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Engranajes o ruedas dentadas Los engranajes son ruedas dentadas que se acoplan y trasmiten el movimiento circular entre dos ejes próximos, ya sean paralelos, perpendiculares u oblicuos. Para ello se utilizan engranajes que pueden ser cilíndricos de dientes rectos, helicoidales o cónicos. La relación entre las velocidades (V) de giro de las ruedas depende del número de dientes (n) de cada una.

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Tren de engranajes Es un sistema formado por más de dos engranajes. La relación entre las velocidades de las ruedas motriz (1) y conducida (4) depende de la ecuación: Tornillo sin fin Sistema formado por un tornillo que se engrana a una rueda dentada helicoidal, cuyo eje es perpendicular al eje del tornillo. Por cada vuelta del tornillo sin fin acoplado al eje motriz, la rueda dentada (eje receptor) acoplada al eje de arrastre gira un diente. Este sistema permite una gran reducción de la velocidad. Su movimiento no es reversible, ya que si el tornillo mueve la corona esta no puede mover al tornillo porque el mecanismo se bloquea. Por ello, se suele emplear como sistema de seguridad (p. ej. en los ascensores).

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APLICACIONES DE RUEDAS DE FRICCIÓN DINAMO DE BICICLETA MAQUINARIA DE CASSETTE

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APLICACIONES DE ENGRANAJES REDUCTORA DE MOTOR MAQUINARIA DE RELOJ CAJA DE CAMBIOS CLAVIJA DE GUITARRA

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Tamiz de tornillo para el desbaste de gruesos con limpieza automática APLICACIONES DEL TORNILLO SIN FIN Bomba de Tornillo

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Sistema de engranajes (piñones) con cadena Sistema formado por dos ruedas dentadas de ejes paralelos, situadas a cierta distancia, y que giran simultáneamente por efecto de una cadena o correa dentada engranada a ambas. La ecuación que relaciona velocidades es: Este sistema permite trasmitir grandes potencias sin pérdida de velocidad, ya que no existe deslizamiento entre cadena y rueda dentada. En el caso de las bicicletas, estas dos “poleas” son el plato que actúa de impulsión (es donde van los pedales) y el piñón o polea arrastrada en el eje de la rueda trasera. Sin embargo, en las bicicletas no se trata de poleas sino de engranajes con dientes con lo cual no hace falta ir midiendo los diámetros. Basta con contar el número de dientes que lo compone. Así pues, con un plato de 42 dientes y un piñón de 19 dientes la relación de transmisión es de 42:19, pero es más cómodo decir que es de 2,21 o lo que es lo mismo por cada vuelta de pedal que completa una vuelta en el plato, el piñón o la rueda trasera dan 2,21 vueltas.

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APLICACIONES DE RUEDAS DENTADAS CON CADENAS CORTACESPED TRANSMISIÓN MOTO TRANSMISIÓN BICICLETA

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Cuanto mayor sea la velocidad, menor será la fuerza trasmitida al elemento receptor, y viceversa. Sistema multiplicador Sistema de velocidad constante Sistema reductor VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD Sistema multiplicador Sistema de velocidad constante Sistema reductor

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MECANISMOS DE TRANSFORMACIÓN DEL MOVIMIENTO CIRCULAR EN RECTILÍNEO Sistema piñón-cremallera Cuando la rueda dentada gira, la cremallera se desplaza con movimiento rectilíneo. El mecanismo permite transformar el movimiento rectilíneo de la cremallera en un movimiento circular del piñón. Es, por tanto, un mecanismo reversible. Sistema tornillo-tuerca Si el tornillo (husillo) gira y se mantiene fija la orientación de la tuerca, ésta avanza con movimiento rectilíneo por el eje roscado; y viceversa. Reduce mucho la velocidad, ya que el tornillo gira rápidamente pero la tuerca avanza lentamente.

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APLICACIONES DE PIÑÓN - CREMALLERA TALADRO DE MESA PUERTA CORREDERA TRÍPODE

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APLICACIONES DE TORNILLO - TUERCA PRENSA TORNILLO DE BANCO GATO

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Conjunto manivela-torno La manivela es una barra unida al eje al que hace girar. La fuerza necesaria para que gire el eje es menor que la que habría que aplicarle directamente. El mecanismo en que se basa este dispositivo es el torno, que consta de un tambor que gira alrededor de su eje con el fin de arrastrar un objeto. Se cumple esta ecuación: F ∙ d = R ∙ r F = R ∙ r / d Si la relación entre r y d es pequeña, el torno permite levantar pesos con poco esfuerzo.

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MECANISMOS DE TRANSFORMACIÓN DEL MOVIMIENTO CIRCULAR EN LINEAL ALTERNATIVO Conjunto biela-manivela Al girar la rueda, la manivela trasmite el movimiento circular a la biela, que experimenta un movimiento de vaivén. Este mecanismo también funciona a la inversa, es decir transforma un movimiento rectilíneo alternativo o de vaivén en un movimiento de rotación.

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APLICACIONES DE BIELA-MANIVELA MÁQUINA DE COSER MOTOR DE EXPLOSIÓN SIERRA ELÉCTRICA

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Cigüeñal Si se colocan 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. También puede convertir el movimiento de vaivén de las bielas en un movimiento de rotación del eje. Este mecanismo se emplea en los motores de combustión.

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Leva y excéntrica La leva es una rueda con salientes que empuja un seguidor a su paso. La leva transforma el movimiento de rotación de la rueda en un movimiento lineal alternativo, de corto recorrido, del seguidor o varilla que recorre el perfil de la leva cuando esta gira. Un conjunto de levas colocadas sobre el mismo eje se denomina árbol de levas. Se utiliza en los motores de combustión para regular automáticamente la apertura y cierre de las válvulas. La excéntrica es una rueda cuyo eje de giro no coincide con el centro de la circunferencia. Transforma el movimiento de rotación de la rueda en un movimiento lineal alternativo de la varilla.

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APLICACIONES DE LEVAS VÁLVULAS MOTOR DE EXPLOSIÓN LEVAS Movimiento giratorio Movimiento alternativo CAJA DE MÚSICA

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OTROS MECANISMOS Mecanismos para dirigir el movimiento El trinquete permite el giro en un sentido y lo impide en el contrario. Mecanismos para regular el movimiento Frenos de disco. Frenos de cinta. Frenos de tambor.

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Frenos de disco Frenos de tambor

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Mecanismos de acoplamiento Los embragues son mecanismos que permiten el acoplamiento y desacoplamiento entre árboles y ejes de transmisión. Se utilizan en motores y máquinas de varias marchas para cambiar la velocidad o la potencia suministrada por el motor. Los acoplamientos fijos se emplean para unir ejes largos enlazados de forma permanente. Los acoplamientos móviles se usan para unir árboles de transmisión que pueden desplazarse a lo largo del eje o que forman un ángulo entre sí. Una junta Cardan se utiliza para transmitir el giro entre dos ejes que no son paralelos y cuya orientación relativa puede cambiar a lo largo del movimiento (por ejemplo las ruedas directrices de un coche).

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Soportes o cojinetes Mecanismos de acumulación de energía Los muelles absorben energía cuando son sometidos a cierta presión. Esta energía puede ser liberada más tarde, ya sea dosificada en pequeñas cantidades o de golpe. Según el tipo de la fuerza externa que se aplique, los muelles trabajan a compresión, a tracción o a torsión. Son los elementos sobre los que se apoyan los árboles y los ejes de transmisión. Los cojinetes de fricción necesitan ser engrasados para disminuir el rozamiento que se produce en el giro. Tanto los cojinetes como los rodamientos se fabrican en materiales muy resistentes al desgaste por rozamiento.

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