UNIDAD 4. MECANISMOS DE TRANSMISIÓN Y TRANSFORMACIÓN DEL MOVIMIENTO.

ÍNDICE DE LA UNIDAD.

 1. MECANISMOS DE TRANSMISIÓN DEL MOVIMIENTO.
     1.1. ENGRANAJES.
     1.2. POLEAS CON CORREA.
     1.3. ENGRANAJES CON CADENA.
     1.4. TORNILLO SIN FIN Y RUEDA DENTADA.
     1.5. TREN DE POLEAS

 2.  MECANISMOS DE TRANSFORMACIÓN DEL MOVIMIENTO.
     2.1. MECANISMOS QUE TRANSFORMAN EL MOVIMIENTO CIRCULAR EN LINEAL.
           a)  PIÑÓN – CREMALLERA.
           b)  TORNILLO – TUERCA.
     2.2. MECANISMOS QUE TRANSFORMAN EL MOVIMIENTO CIRCULAR EN LINEAL DE VAIVÉN.
           a)  LEVA – SEGUIDOR.
           b)  EXCÉNTRICA – SEGUIDOR.
           c)  BIELA – MANIVELA.
           d)  CIGÜEÑAL.

A continuación, os dejo la relación de actividades que vamos a ir realizando a lo largo de esta unidad 4 y que nos van a facilitar la adquisición de los contenidos.

• Actividades de mecanismos de transmisión (con las soluciones de los problemas).

Como apoyo al alumnado que tenga más dificultades en la resolución de problemas, os he realizado varios documentos con problemas resueltos de cada tipo de mecanismo de transmisión (explicando el proceso adecuado).

Los problemas tipo resueltos son los siguientes:

• Problema 1. Engranajes (resuelto con proceso adecuado).

• Problema 2.  Poleas con correa (resuelto con proceso adecuado).

• Problema 3. Engranajes con cadena (resuelto: bicicleta)

• Problema 4. Tren de poleas (resueltos con proceso adecuado).

• Problema 5. Tren de engranajes (resueltos  con proceso adecuado).

• Vídeo explicativo de un tren de poleas (por si os ayuda).

• Vídeo explicativo del tren de engranajes (del profesor).

 

1. MECANISMOS DE TRANSMISIÓN DEL MOVIMIENTO.

En este apartado vamos a estudiar los mecanismos más utilizados para transmitir el movimiento desde un eje conductor (unido al motor o elemento motriz) hasta un eje conducido.

1. 1. ENGRANAJES.

Un engranaje es una rueda que tiene dientes en su periferia (rueda dentada), de manera que cuando gira y engrana con otro engranaje hace que este último gire en el sentido contrario.

Se utilizan para transmitir un movimiento circular entre dos ejes próximos y pueden transmitir altas velocidades debido a que no resbalan o patinan como les ocurre a las poleas con correa. No necesitan correa de transmisión ni otro medio de unión, simplemente están unidas por sus dientes.

IMPORTANTE!!! Para que dos ruedas dentadas engranen deben tener el mismo paso (espacio entre cada diente).

TRANSMISIÓN POR ENGRANAJES (RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS)

Un sistema de transmisión por engranajes es un mecanismo formado por varias ruedas dentadas unidas por sus dientes con el fin de transmitir el movimiento de un engranaje motriz (1) conectado en el eje conductor a otro engranaje conducido (2) conectado en el eje conducido. 

Cada engranaje queda definido por dos magnitudes: su número de dientes (Z) y la velocidad a la que gira (N). 

• En los problemas lo primero es representar el sistema de transmisión indicando en él sus magnitudes y los datos (no es necesario dibujar todos los dientes, solo los de la zona que engranan)

      Engranaje motriz (1)              Engranaje conducido (2)
               N₁ y Z₁                                 N₂ y Z₂                
                   

• A continuación, utilizamos su ECUACIÓN DE TRANSMISIÓN que relaciona las cuatro magnitudes fundamentales (dos magnitudes por cada engranaje):

                                                            Z₁ x n₁ = Z₂ x n₂

Engranaje motriz (1):
Z1: Numero de dientes del engranaje motriz (1)
N1: Velocidad de giro del engranaje motriz (1)

Engranaje conducido (2):
Z2: Número dientes del engranaje conducido (2)
N2: Velocidad de giro del engranaje conducido (2) 

Donde Z se mide en dientes y N la velocidad de giro se mide en rpm (revoluciones por minuto). 

(La velocidad de giro se llama N para no confundirla con la velocidad lineal V en metros/segundo, que son diferentes.)

En los problemas, DEL ENUNCIADO CONOCEREMOS 3 magnitudes  y lo que tenemos que hacer es CALCULAR la magnitud nos falte (no olvides pones siempre las unidades).

• Por último, nos pedirán su RELACIÓN DE TRANSMISIÓN.

¿Qué es la relación de transmisión?

Un sistema de transmisión puede transmitir el movimiento de forma constante (mantiene la misma velocidad de giro del motor) o puede multiplicar o reducir el movimiento del motor (lo más usual).
La relación de transmisión ( i ) nos demuestra si el sistema aumenta, reduce o mantiene constante la velocidad de giro del motor. Para calcularla se sigue el siguiente proceso:

     a)  La relación de transmisión (i) es el cociente entre la velocidad de salida (N2) y la velocidad de            entrada o del motor (N1). La fórmula:  i = N2 / N1  (no tiene unidades)
          Según sea el valor obtenido, podemos tener tres casos:

1. Si i = 1 →Decimos que el sistema mantiene constante la velocidad pues N₂ = N₁.
2. Si i > 1→ Decimos que el sistema es multiplicador, es decir, aumenta la velocidad del motor pues N₂ > N₁.
3. Si i < 1 → Decimos que el sistema es reductor, es decir, reduce la velocidad del motor pues N₂ < N₁

     b)   En ocasiones, se puede utilizar la fórmula que relaciona el número de dientes de los                             engranajes: i = Z1 / Z2 (sin unidades)


⇨   Por último, os dejo un vídeo para que entendáis mejor el funcionamiento de este sistema de              transmisión por engranajes:

• Vídeo: Maquetas de diferentes mecanismos de transmisión y transformación.

1. 2. POLEAS CON CORREA.

El sistema de poleas con correa consiste en dos poleas que giran a la vez por efecto de  una correa que une a ambas poleas. En este sistema las dos poleas giran en el mismo sentido y se utiliza para transmitir velocidades medias, pues para altas velocidades resbala la correa y se pierde velocidad.

En este sistema de transmisión podemos distinguir los siguientes elementos:

1. Polea motriz (1): es la polea unida al eje conductor que está            conectado al  motor, manivela,… 

2. Polea conducida (2): Es la polea unida al eje conducido, que tenemos que mover. 

3. Correa: Es una cinta de material flexible que permite la transmisión del movimiento entre ambas        poleas. La correa debe mantenerse lo suficientemente tensa para que transmita bien el movimiento.

TRANSMISIÓN POR POLEAS CON CORREA (RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS)

Cada POLEA queda definida por dos magnitudes: diámetro (d) y velocidad a la que gira (N). 

• En los problemas lo primero es representar el sistema de transmisión indicando en él sus magnitudes y los datos.

 Polea motriz (1)                     Polea conducida (2)
N₁ y d₁                                 N₂ y d₂
              

• A continuación, utilizamos su ECUACIÓN DE TRANSMISIÓN que relaciona las cuatro magnitudes fundamentales (dos magnitudes por cada polea):

                                                            d₁ x n₁ = d₂ x n₂

Polea motriz (1):
d1: diámetro de la polea motriz (1)
N1: Velocidad de giro del engranaje motriz (1)

Polea conducida (2):
d2: diámetro de la polea conducida (2)
N2: Velocidad de giro del engranaje conducido (2) 

Donde d se mide en cm y N la velocidad de giro se mide en rpm (revoluciones por minuto). 

En los problemas, DEL ENUNCIADO CONOCEREMOS 3 magnitudes  y lo que tenemos que hacer es CALCULAR la magnitud nos falte (no olvides pones siempre las unidades).

• Por último, nos pedirán su RELACIÓN DE TRANSMISIÓN.

     a) La relación de transmisión (i)   i = N2 / N1  (no tiene unidades)

          Según sea el valor obtenido, podemos tener tres casos:

1. Si i = 1 →Decimos que el sistema mantiene constante.
2. Si i > 1→ Decimos que el sistema es multiplicador.
3. Si i < 1 → Decimos que el sistema es reductor.

     b)   En ocasiones, se puede utilizar la fórmula que relaciona el diámetro de las poleas: i = d1 / d2 

⇨   Por último, os dejo dos vídeos para que entendáis mejor el funcionamiento de este sistema de              transmisión por poleas y la relación de transmisión:

• Transmisión con poleas y correa (reductora)

• Transmisión con poleas y correa (constante, multiplicadora y reductora)