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Maquinas y MecanismosTema 8

Manuel Quinto MedranoIES Infanta ElenaJumilla

Índice

� Introducción� Maquinas

– Simples– Compuestas

� Operadores Mecánicos� Tipos de Movimiento� Mecanismo� Mecanismos para Transmitir y Transformar

Movimientos

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Introducción

� Necesidad de realizar trabajos que sobrepasaban nuestra capacidad física

� Para solucionar estos grandes retos se inventaron las máquinas

� Casi cualquier objeto puede convertirse en una máquina sin más que darle la utilidad adecuada.

Máquinas

� Maquinas: inventos humanos cuyo fin es reducir el esfuerzo necesario para realizar un trabajo.

� Tipos de Máquinas:– Simples: realizan el trabajo en un solo paso.

Ejemplo: cuchillo, alicates, palanca.– Compuestas: necesitan más de un paso para

realizar el trabajo. Ejemplo: motor, impresora.

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Operadores Mecánicos

� Operador mecánico: cada una de las piezas fundamentales que componen una máquina.

� Ejemplos: – Rueda– Palanca– Plano Inclinado

Rueda

� Es un operador formado por un cuerpo redondo que gira alrededor de un punto fijo denominado eje.

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Palanca

� Es un operador compuesto de una barra rígida que oscila sobre un eje

Plano Inclinado

� Es un operador formado por una superficie plana que forma ángulo oblicuo con la horizontal

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Tipos de Movimiento

Mecanismo

� Conjunto de elementos rígidos y móviles, unidos entre si, que sirven para transmitir movimientos y fuerzas.

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Mecanismos para Transmitir y Transformar Movimientos.

� Palanca� Polea Fija y Móvil� Polipasto� Ruedas de Fricción� Engranajes� Poleas de Transmisión� Rueda dentada-cadena

� Tornillo sin-fin� Piñón-Cremallera� Tornillo-Tuerca� Trinquete� Leva� Excéntrica� Biela-Manivela� Cigüeñal

Palanca

� es una barra rígida que oscila sobre un punto de apoyo denominado fulcro .

� Elementos de una Palanca– Resistencia R: es la fuerza que queremos vencer– Potencia P: fuerza que tenemos que hacer para

vencer la resistencia.– Punto de apoyo o fulcro.

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Ley de la Palanca

� Brazo de la Potencia Bp: distancia desde el punto donde se aplica la potencia hasta el punto de apoyo o fulcro

� Brazo de la Resistencia Br: distancia desde el punto donde se aplica la resistencia hasta el punto de apoyo o fulcro

� Ley de la Palanca: P·Bp=R·Br

Tipos de Palancas I

� Primer grado o primer género: el fulcro se encuentra entre la potencia y la resistencia

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Tipos de Palancas II

� Segundo Grado o segundo género: cuando colocamos la resistencia entre la potencia y el fulcro.

Tipos de Palancas III

� Tercer Grado o tercer género: cuando colocamos la potencia entre el fulcro y la resistencia.

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Ejercicios

� Escribe el nombre de 3 objetos cuyo funcionamiento se basa en cada uno de los 3 tipos de palancas

� Analiza el funcionamiento de un cortauñas.

Polea (garrucha o trócola)

� son ruedas con el perímetro acanalado para alojar cuerdas o correas.

� Transmite movimientos lineales

Polea FijaPolea Móvil

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Polipasto (aparejo)

� Es un conjunto de poleas fijas y móviles

1ºA

Torno (Cabestrante)

� Sistema formado por un cilindro sobre el que se encuentra enrollado un cable con un extremo libre.

� suele añadirse una manivela solidaria con el torno y unos soportes.

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Ruedas de Fricción I

� Son dos ruedas solidarias con sus ejes , que se encuentran en contacto directo, pudiendo transmitirse el movimiento de una a otra mediante fricción.

� Permite transmitir un movimiento giratorio entre dos ejes paralelos.

� Cambia el sentido de giro� Útil para velocidades altas.� Si el esfuerzo es grande las ruedas deslizan.

1ºB

Ruedas de Fricción II

� Para no cambiar el sentido de giro, se usa una tercera polea, llamada loca, que se coloca entre las 2 y cuyo eje no transmite movimiento.

1ºE

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Engranajes

� Consta de dos ruedas dentadas que engranan, lo que evita el deslizamiento entre las ruedas.

� Al engranaje de mayor tamaño se le denomina rueda y al de menor piñón .

� Transmite el movimiento giratorio entre dos ejes paralelos.

No cambia el sentido de giro

Cambia el sentido de giro

1ºF

Tipos de Engranajes

Rectos o Cilíndricos Cónicos

Helicoidales

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Poleas de Transmisión

� Es un sistema que se compone, de dos ejes (conductor y conducido), dos poleas (conductora y conducida) y una correa

� Transmite el movimiento giratorio de un eje al otro

Para invertir el sentido de giroNo cambia el sentido de giro

1ºD

Rueda dentada-cadena

� Este sistema consta de una cadena sin fin (cerrada) cuyos eslabones engranan con ruedas dentadas (piñones ) que están unidas a los ejes conductor y conducido.

� Transmite el movimientogiratorio de un eje al otro

1ºC

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Relación de Velocidades I

D: Diámetro de las poleas

N: velocidad de giro

Esta formula sirve tanto para ruedas de fricción como para poleas de transmisión

D1·N1=D2·N2

Relación de Velocidades II

Z: Nº de dientes de los engranajesN: velocidad de giro Esta formula sirve tanto para engranajes como para ruedas dentadas y cadenas.

Z1·N1=Z2·N2

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Relación de Transmisión

Ejercicios

� En que sentido gira cada una de las poleas de la figura. ¿Si que diferencia habría si fueran engranajes?

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Ejercicio

� En que sentido gira cada una de las poleas de la figura. ¿Si que diferencia habría si fueran engranajes con cadenas?

Tornillo Sinfín

� Es un tornillo que engrana con una rueda dentada cuyo eje forma 90º con el del tornillo.

� Transmite el movimiento giratorio de un eje al otro� Por cada vuelta del tornillo la rueda avanza un

diente.� El tornillo puede mover la rueda, pero la rueda no

puede mover al tornillo

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Piñón-Cremallera

� Cuando el piñón gira, sus dientes empujan los de la cremallera, provocando el desplazamiento lineal de estos. Si lo que se mueve es la cremallera, sus dientes empujan a los del piñón consiguiendo que este gire.

� Permite convertir un movimiento giratorio en uno lineal continuo, o viceversa.

Tornillo-Tuerca

� El sistema consiste en un tornillo que gira en el interior de una tuerca .

� Permite convertir un movimiento giratorio en uno lineal continuo.

� Si el tornillo esta fijo (no puede desplazarse longitudinalmente) al girar provoca el desplazamiento de la tuerca.

� Si la tuerca esta fija (no puede girar ni desplazarse longitudinalmente) que produce el desplazamiento del tornillo cuando este gira.

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Trinquete

� está formado por una rueda dentada y una uñeta que puede estar accionada por su propio peso o por un mecanismo de resorte.

� Permite el giro en un sentido y lo impide en el otro

Leva

� es un disco con un perfil externo parcialmente circular sobre el que apoya un operador móvil (seguidor de leva ) destinado a seguir las variaciones del perfil de la leva cuando esta gira.

� Permite obtener un movimiento lineal alternativo, o uno oscilante, a partir de uno giratorio, pero no al revés.

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Excéntrica

� es un disco (rueda) dotado de dos ejes: Eje de giro y el excéntrico

� Sirve para imprimir un movimiento giratorio a un eje empleando las manos.

Excéntrica II

� Con la ayuda de una biela, transformar en lineal alternativo el movimiento giratorio de un eje y viceversa.

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Biela-Manivela

Permite convertir un movimiento giratorio en rectilíneo alternativo y viceversa.

Cigüeñal

� Es un conjunto de varias bielas-manivelas que se mueven de forma sincronizada con movimiento lineal alternativo a partir del giratorio que se imprime al eje del cigüeñal, o viceversa.

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Cigüeñal II

Ejercicio

� En que mecanismo o mecanismo se basa el funcionamiento de:

� Los frenos de una bicicleta� La marchas de una bicicleta� Los pedales de una bicicleta

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Ejercicio

� Qué maquina, mecanismo o mecanismos utilizarías para las siguientes situaciones: razona tu respuesta

� Subir y bajar un ascensor� Mover unas escaleras mecánicas� Girar las ruedas de un coche� Abrir y cerrar una puerta automática.