Tema 11 Mecanismos de Transformación

TEMA 11: ELEMENTO TRANSMISORES DO MOVEMENTO

Tema 11: Elementos transformadores do
movemento
1.- TIPOS DE MECANISMOS
Na maioría das máquinas prodúcense transmisións e transformacións duns tipos de
movementos noutros.
 En, xeral, o elemento motor adoita producir un movemento circular, que é
converter en lineal ou en lineal alternativo ( de vaivén).
 Durante o proceso de transmisión de esforzos prodúcense diferentes
conversións: movementos lineais en circulares ou viceversa, movementos
dun tipo noutro, etc.
 En moitos casos, realízase una última conversión antes de chegar ó
operador.

necesario
tipos de
circulares
elemento

Para levar a cabo estas operacións utilízase unha serie de mecanismos. Os máis
característicos son o cardán ou articulación universal, o embrague, os mecanismos
denominados piñón-cremalleira, biela- manivela e parafuso senfin-coroa, a leva e a manivela
con parafuso e porca.

TECNOLOXÍA INDUSTRIAL I

IES AQUIS CELENIS


2.- CARDÁN OU ARTICULACIÓN UNIVERSAL
Este dispositivo permite a transmisión do movemento de
rotación dunha árbore a outra, cando estes forman entre sí un certo
ángulo a.
Consta dunha cruceta formada por dous brazos
perpendiculares AB e A’B’, ós que se articulan as gallas en que
terminan as árbores. Ó xirar un deles, transmítelle o movemento ó
outro.
A relación de transmisión, i, desta articulación é igual á
unidade, xa que a velocidade, en revolucións por minuto, á que
xiran ambos é a mesma.

O funcionamento do cardán é óptimo cando o ángulo que forman as árbores é de 0˚,
xa que, neste caso, ambos actúan coma se se tratase dun só. A medida que o ángulo aumenta,
o funcionamento dificúltase progresivamente. Na práctica, o ángulo límite de funcionamento é
de 45˚.
O cardán utilízase habitualmente nalgunhas máquinas ferramentas e nas árbores de
transmisión dos vehículos, cando o motor está situado sobre o eixe dianteiro e debe transmitir
un movemento ó eixe traseiro. Neste caso, existe un cardán á saída da caixa de cambios e
outro á entrada do diferencial do eixe traseiro.
Cando a árbore de transmisión é moi longa, adoita situarse un terceiro cardán a media
distancia entre a caixa de cambios e o diferencial, para evitar rixideces e eliminar os esforzos
de torsión ós que estaría sometido debido ó seu propio peso.

3.- EMBRAGUE
En ocasións, resulta conveniente permitir ou
interromper, a vontade, a transmisión dunha árbore a outra.
Nestes casos utilízase o dispositivo chamado embrague.
O embrague é un mecanismo que permite axustar
dúas pezas que se encontran en eixes aliñados para
transmitir a unha delas o movemento de rotación da outra.
Así , é frecuente escoitar termos como embragar ou
desembragar cando se fala do funcionamento dunha
máquina ou vehículo.


IES AQUIS CELENIS


Embragar, significa conectar entre sí dous eixes aliñados de modo que ambos acaden
a mesama velocidade de rotación.

Desembragar consiste en incomunicar os dous eixes de modo que o movemento dun
non se transmita ó outro.

3.1.- TIPOS DE EMBRAGUES
Segundo a forma de levar a cabo o axuste entre as árbores ou os eixes, distinguimos
tres tipos básicos de embragues: os ríxidos, os progresivos e os hidráulicos.


Os embragues ríxidos son aqueles nos que cómpre deter
o movemento das árbores antes de efectuar unha
operacións de axuste.
Os mais característicos son os embragues de dentes.
Neste tipo de embragues, as árbores que se van axustar
levan nos seus extremos dúas pezas dentadas que
encaixan unha na outra.
Para poder embragar e desembragar, é necesarios
que as dúas árbores estean paradas, xa que, se se intentan
axustar en movemento, pódese producir a rotura dos
dentes.
 Os embragues progresivos son aqueles nos que o axuste
mecánico se pode levar a cabo coas árbores en movemento. Denomínanse tamén
embragues de fricción.
As árbores que se van axustar levan nos seus extremos dúas pezas que xiran
solidariamente con eles e cunha superficie que presenta unha grande adherencia.
Cando se poñen en contacto unha coa outra estando a árbore motora en
movemento, o rozamento provoca o axuste das pezas e a transmisión do
movemento.
Existen dúas variantes de embrague de fricción: o embrague de discos e o
embrague
cónico.


IES AQUIS CELENIS



Os embragues hidráulicos utilizan un fluído como elemento transmisor do
movemento entre a árbore motora e o conducido. Neste tipo de mecanismos, non
existe o contacto mecánico entre as pezas.
Os embragues hidráulicos constan de dúas turbinas mergulladas nun fluído dentro
dun recipiente estanco. A árbore motora fai xirar unha das turbinas, o que
ocasiona un desprazamento do fluído cara á turbina
situada na árbore conducida, provocando así o seu
movemento.
Este funcionamento baséase no mesmo efecto que
produce un ventilador eléctrico situado fronte a outro
sen conectar: ó xirar as aspas do ventilador A, prodúcese
unha corrente de aire que obriga a xirar as aspas do
ventilador B.
O sistemas funciona de maneira automático, é dicir, non
dispón de elemento de mando nin de actuador. O seu
funcionamento depende da velocidade de rotación do
eixe motor.





A baixa velocidade, a forza de impulsión do fluído é incapaz de accionar a
turbina conducida e o movemento non se transmite.
A medida que aumenta a velocidade, a forza de impulsión actúa
progresivamente sobre a turbina conducida. Así a grandes velocidades o
axuste chega a ser perfecto e a relación de transmisión é igual a 1.

Este tipo de embragues tamén se utiliza en automoción, en particular para camións de
gran tonelaxe e autobuses.


IES AQUIS CELENIS


4.- MECANISMO BIELA- MANIVELA
Este mecanismo consta de dúas pezas básicas articuladas entre sí e das que recibe o
nome: a manivela e a biela.




A manivela OB é unha peza que xira ó redor dun punto O e describe un movemento
circular.
A biela AB é unha peza ríxida axustada á manivela no punto B. Neste extremo,
denominado cabeza de biela, segue o mesmo movemento circular que a manivela,
mentres que o outro extremo A, denominado pé de biela, describe un movemento
rectilíneo alternativo ou de vaivén.

A cotío, a manivela actúa como elemento motor e a biela, como elemento conducido.
Deste modo, podemos transformar movementos circulares en movementos rectilíneos
alternativos.
O número de oscilacións por minuto que realiza a biela é igual ó número de
revolucións por minuto da manivela.

4.1.- A BIELA E O CEGOÑAL
Trátase dun caso particular de mecanismo biela-manivela,
formado por dúas pezas: a biela e o cegoñal.






A biela é unha peza de aceiro dividida en tres partes: cabeza,
corpo e pé.
o A cabeza da biela únese a un dos cóbados do cegoñal
mediante unha peza desmontable denominada
sombreiro.
o O corpo é a parte central da biela.
o O pé da biela está unido ó émbolo do cilindro
mediante un bulón.
O cegoñal, como xa sabemos, é unha árbore dobrada. Sobre
cada un dos cóbados insírese a cabeza dunha das bielas.

IES AQUIS CELENIS

Neste caso, a biela actúa como elemento motor e o cegoñal, como elemento conducido. O
pé de biela, unido ó émbolo, realiza un movemento rectilíneo alternativo. A cabeza de biela
transmite este movemento ó cóbado do cegoñal, polo que ambos teñen un movemento
circular.
Coma no mecanismo xeral, o número de revolucións por minuto do cegoñal é igual ó
número de oscilacións por minuto de cada biela. Utilízase nos motores de combustións dos
automóbiles.

5.-

MECANISMO PIÑÓN-CREMALLEIRA
Os dous elementos compoñentes deste mecanismo son o piñón e a cremalleira.


O piñón é unha roda
dentada que describe un
movemento de rotación ó
redor do seu eixe. Pode
ter dentes rectos ou
oblicuos
e
estes
presentan un perfil de
evolvente.
 A cremalleira é unha peza
dentada que se despraza
con
movemento
rectilíneo nun ou noutro
sentido segundo a rotación do piñón. Os seus dentes presentan un perfil
recto.

O mecanismo piñón-cremalleira funciona como unha engrenaxe simple. Isto significa
que tanto a cremalleira coma o piñón deben ter o mesmo paso circular e, en consecuencia, o
mesmo módulo.
A cremalleira pódese considerar como una roda dentada de raio infinito. Polo tanto,
para calcular o seu módulo, abonda con aplicar a ecuación que o relaciona co paso circular.

Habitualmente, o piñón actúa como elemento motor e a cremalleira, como elemento
conducido. Deste modo, podemos transformar movementos circulares en movementos
rectilíneos.
Unha das aplicacións deste mecanismo pódese ver na columna dun trade; o xiro do
piñón fai ascender e descender a mesa a ta posición desexada.


IES AQUIS CELENIS


6.- MECANISMO PARAFUSO SEN FIN-COROA
Trátase dunha das formas de transmisión de movementos entre eixes que se cruzan no
espazo.
As dúas pezas básicas que o constitúen son o parafuso sen fin e a coroa.


O parafuso sen fin é unha peza cilíndrica que
dispón dun ou varios filetes enrolados de forma
helicoidal.

A coroa é unha roda dentada de dentes
helicoidais con ángulo de inclinación que coincide
cos dos filetes do parafuso sen fin.
O dentado dos dous elementos presenta un
perfil especial, diferente do tradicional perfil
evolvente das engrenaxes.
Neste tipo de mecanismos, o parafuso sen
fin actúa sempre como elemento motor e a coroa,
como elemento conducido. Deste modo, conseguimos unha drástica redución do movemento
e , en consecuencia, un notable aumento do momento resultante.
Para calcular a relacións de transmisión, debemos considerar que o parafuso sen fin é
Equivalente ó piñón dunha engrenaxe simple. En efecto:



Cando un piñón dá unha volta completa, engrena un número de dentes da
roda conducida igual ó seu número de dentes.
Cando o parafuso sen fin dá unha volta completa, engrena un número de
dentes da coroa igual ó número de filetes que posúe.

Podemos afirmar, pois, que o número de dentes dun piñón é equivalente ó número de
filetes do parafuso sen fin. Polo tanto:

7.- LEVA
Consiste basicamente nun disco de forma irregular sobre o que se
apoia un elemento móbil denominado variña, seguidor ou eixe. Os dous
elementos deben estar permanentemente en contacto.


IES AQUIS CELENIS

Cando o disco xira, o seu movemento circular transfórmase en movemento rectilíneo
alternativo da viña onde se intercalan períodos de repouso.
A diferenza entre o punto máis alto do percorrido do eixe e o máis baixo recibe o
nome ce carreira da leva.
O perfil do disco determina o tipo de movemento da leva. É o caso da leva de corazón
ou da leva de Morín.

7.1.- EXCÉNTRICA.
O mecanismo denominado excéntrica consiste
basicamente nunha peza de formas xeo métricas diversas na
que o eixe de xiro non coincide con seu eixe xeométrico.
A distancia
excentricidade.


entre

os

dous

eixes

denomínase

IES AQUIS CELENIS

Cando se sitúa unha peza rectilínea chamada eixe en contacto coa excéntrica, o
movemento circular desta convértese en movemento rectilíneo alternativo do eixe.
Esta transformación é semellante á que se consegue co mecanismo biela- manivela e
utilízase cando hai que transmitir esforzos de escasa consideración.
As habituais son as denominadas excéntricas de cadro. Nelas, a peza excéntrica
móvese no interior dun cadro que leva incorporado o eixe. Deste modo, asegúrase un contacto
constante.
Dependendo do perfil da peza que xira, a natureza do movemento transmitido será
distinta. Entre outros modelos, destacan a excéntrica circular, a excéntrica triangular e a
excéntrica de Trezel.
En xeral, trátase de dar á peza un perfil determinado co fin de que o movemento do
eixe inclúa, se interesa, períodos de repouso.


IES AQUIS CELENIS


8.-MANIVELA CON PARAFUSO E PORCA
Este dispositivo consta de tres elementos básicos: a manivela, o parafuso e a porca.





A manivela describe un movmento circular de raio R.
O parafuso móvese solidariamente coa manivela e tamén describe un
movemento circular.
A porca é unha peza fixa. O parafuso esvara polo seu interior seguindo a
traxectoria helicoidal dos filetes. Deste modo, o movemento circular
transfórmase en movemento rectilíneo.

Así por cada volta completa da manivela, o parafuso avanza lonxitudinalmente a
distancia equivalente ó paso de rosca r.
Neste dispositivo cúmprese a lei xeral das máquinas simples:
F1·R = F2·r
En consecuencia, canto maior sexa o raio da manivela e menor sexa o paso de rosca,
maior será a transmisión de potencia.


IES AQUIS CELENIS

Tema 11 Mecanismos de Transformación

Recommended

Recommended

More Related Content

More from David Blanco

More from David Blanco (8)

Tema 11 Mecanismos de Transformación