MECANISMOS DE TRANSMISIÓN MECÁNICA

MECANISMOS DE TRANSMISIÓN MECÁNICA

Un mecanismo es un dispositivo que transforma el movimiento producido por un elemento motriz en un movimiento deseado en la salida. La trasformación de la fuerza y el movimiento producido, por ejemplo en un motor, se suele realizar mediante sistemas de elementos mecánicos conectados entre sí para transmitir potencia mecánica del elemento motriz a la carga propiamente dicha. Estos elementos mecánicos, a su vez, suelen ir montados sobre los llamados ejes de transmisión, que son piezas cilíndricas sobre las cuales se colocan los mecanismos de transmisión correspondientes y que serán los encargados de transmitir el movimiento de una parte del sistema a otra. Grado de libertad Un cuerpo aislado puede desplazarse libremente en un movimiento que se puede descomponer en 3 rotaciones y 3 traslaciones geométricas independientes, respecto de ejes fijos en las 3 direcciones de una base referida al espacio de tres dimensiones. Se conocen como grados de libertad los movimientos independientes que permanecen a pesar de que la pieza esté unida a otros sistemas. El número de grados de libertad en ingeniería se refiere al número mínimo de parámetros que necesitamos especificar para determinar completamente la velocidad de un mecanismo o el número de reacciones de una estructura. Entre los mecanismos de transmisión más importantes empleados en la transmisión de energía mecánica, se destacan: sistemas de poleas y correas, sistemas de ruedas de fricción, sistemas de engranajes, sistemas de ruedas dentadas y cadenas, sistemas de tornillo sinfín y rueda helicoidal, sistemas de rueda dentada entre otros mas. Sistema de Cadenas y Piñones. Este sistema permite transmitir potencias relativamente altas entre dos ejes distantes entre sí, sin que excite apenas resbalamiento o desprendimiento entre las dos ruedas de piñones y la cadena, que es el elemento de enlace que une ambas ruedas. Quizás entre las muchas aplicaciones que usan este tipo de sistemas de transmisión, las más importantes son la de la bicicleta y la de la motocicleta, aunque también se utilizan en otros muchos campos. Este sistema consta de dos ruedas dentadas (piñones) montados sobre dos ejes paralelos y sobre las cuales se adentras los eslabones flojamente articulados que componen la cadena, de manera que al hacer girar una de ellas arrastra a la otra.

Sistema de Poleas y Correas. Los sistemas de transmisión de poleas y correas se emplean para transmitir la potencia mecánica proporcionada por el eje del motor entre dos ejes separados entre sí por una cierta distancia. La transmisión del movimiento por correas se debe al rozamiento éstas sobre las poleas, de manera que ello sólo será posible cuando el movimiento rotativo y de torsión que se ha de transmitir entre ejes sea inferior a la fuerza de rozamiento. El valor del rozamiento depende, sobre todo, de la tensión de la correa y de la resistencia de ésta a la tracción; es decir, del tipo de material con el que está construida (normalmente cuero, fibras, hilos metálicos recubiertos de goma, etc.) y de sus dimensiones.

Las poleas son ruedas con una o varias hendiduras en la llanta, sobre las cuales se apoyan las correas, que a su vez son cintas que se emplean para transmitir movimiento de

rotación entres dos ejes generalmente paralelos. Pueden ser de forma plana, redonda, trapezoidal o dentada. Este sistema se emplea cuando no se quiere transmitir grandes potencias de un eje a otro. Su principal inconveniente se debe a que el resbalamiento de la correa sobre la polea produce pérdidas considerables de potencia; sobre todo en el arranque. Para evitar esto parcialmente se puede utilizar una correa dentada, que aumenta la sujeción.

Sistema de Ruedas de Fricción. Consiste en hacer resbalar dos o más ruedas que se tocan entre sí y montadas sobre ejes paralelos mediante la fuerza que produce el rozamiento entre ambas. Para poder transmitir movimiento de un eje a otro es necesario que ambas ruedas estén en contacto, ejerciendo una cierta presión la una sobre la otra. Al contrario del sistema de poleas y el de cadenas, en este tipo de mecanismo el sentido de giro del eje motriz será contrario al del eje conducido. Generalmente este tipo de sistema solamente se usa cuando se pretenden transmitir pequeñas potencias, ya que al estar en contacto una rueda con otra se produce, por resbalamiento, una pérdida de velocidad. Otro inconveniente del uso de estas ruedas es su continuo desgaste debido a que funcionan por rozamiento y por presión. Sus principales aplicaciones se encuentran en el campo de la electrónica y en el de la informática: equipos de sonido, vídeo, impresoras, etc

.

Sistema de Engranajes. Se trata de uno de los mecanismos de transmisión, conjuntamente con las poleas, más antiguos que se conocen. Los engranajes son mecanismos utilizados en la transmisión de movimiento rotatorio y movimiento de torsión entre ejes. Este sistema posee grandes ventajas con respecto a las correas y poleas, tales como reducción del espacio ocupado, relación de transmisión más estable, posibilidad de cambios de velocidad automáticos y mayor capacidad de transmisión de potencia. Se trata de un sistema reversible capaz de transmitir potencia en ambos sentidos, en el que no son necesarios elementos intermedios como correas y cadenas para transmitir el movimiento de un eje a otro. En un sistema de este tipo se le suele llamar rueda al engranaje de mayor diámetro y piñón al más pequeño. Cuando el piñón mueve la rueda se tiene un sistema reductor de velocidad, mientras que cuando la rueda mueve el piñón se trata de un sistema multiplicador de velocidad. Obviamente, el hecho de que una rueda tenga que endentar con otra para poder transmitir potencia entre dos ejes hace que el sentido de giro de éstos sea distinto.

En función de la forma de sus dientes y de la del propio engranaje, éstos pueden ser: 

Engranajes rectos

Son engranajes cilíndricos de dientes rectos. Son colineales con el propio eje de la rueda dentada. Se utilizan en transmisiones de ejes paralelos formando así lo que se conoce con el nombre de trenes de engranajes. Este hecho hace que sean unos de los más utilizados, pues no en vano se pueden encontrar en cualquier tipo de máquina: relojes, juguetes, máquinas herramientas, etc. 

Engranajes helicoidales

Son aquéllos cuyos dientes están dispuestos siguiendo la trayectoria de hélices paralelas alrededor de un cilindro. Estos engranajes pueden transmitir movimiento entre ejes paralelos o entre ejes que se cruzan en cualquier dirección. Se usan en: cajas de cambios, cadenas cinemáticas, máquinas herramientas, etc. 

Engranajes cónicos

Se utilizan para transmitir movimiento entre ejes perpendiculares, aunque también se fabrican formando ángulos diferentes a 90 grados. Se trata de ruedas dentadas en forma de troncos de cono, con dientes tallados en una de sus superficies laterales. Dichos

dientes pueden ser rectos o curvos, siendo estos últimos muy utilizados en sistemas de transmisión para automóviles. Los engranajes s clasifican también en dos de acuerdo a su transmisión: 

Transmisión simple

Cuando el movimiento se transmite directamente entre dos ejes. 

Transmisión Compuesta

En este caso la transmisión se realiza entre más de dos ejes simultáneamente, para lo cual será necesario que en cada uno de los ejes intermedios vayan montadas obligatoriamente dos ruedas dentadas. Una de ellas engrana con la rueda motriz, que es la que proporciona el movimiento, mientras que la otra conecta con el eje siguiente al que arrastra. Mecanismo de Husillo y Cuerda. El mecanismo de husillo y tuerca está constituido por un tornillo (husillo) y una tuerca. Su funcionamiento es tal que si se mantiene fija la tuerca, el movimiento giratorio del tornillo produce su desplazamiento longitudinalmente y viceversa. Mediante este sistema se consigue convertir el movimiento circular del tornillo en movimiento rectilíneo de la tuerca. En este caso el movimiento circular no tiene por qué estar proporcionado por un elemento motor, sino que se puede producir manualmente mediante una manivela como sucede en el tornillo de banco. El husillo, al igual que cualquier otro tornillo, se caracteriza por el número de entradas (e) y por el paso de la rosca (p). Así, por ejemplo, un tornillo de 2 mm de paso y una entrada, al girar una vuelta completa sobre una tuerca produce un avance de ésta de 2mm. Sin embargo, en un tornillo con el mismo paso y dos entradas, avanza la tuerca en el mismo tiempo 4 mm.

El avance será: A = p * e

Sistema de Tornillo Sinfín y Rueda Dentada.

Con este mecanismo, además de poder transmitir fuerza y movimiento entre dos ejes perpendiculares entre sí, se pueden conseguir relaciones de transmisión altas. Se trata de un sistema irreversible, en el cual únicamente es posible transmitir potencia del eje del sinfín al eje de la rueda, pero no en sentido contrario. El hecho de que con este tipo de sistemas se consigan relaciones de transmisión altas, sobre todo si se comparan con los sistemas anteriores, hace que se utilice en aplicaciones muy diversas tales como contadores eléctricos, cuentarrevoluciones, carros de máquinas herramientas, juguetes, cremalleras de direcciones para automóviles, etc.

Sistema de Biela Y Manivela. Se trata de un mecanismo capaz de transformar el movimiento circular en movimiento alternativo. Dicho sistema está formado por un elemento giratorio denominado manivela que va conectado con una barra rígida llamada biela, de tal forma que al girar la manivela la biela se ve obligada a retroceder y avanzar, produciendo un movimiento alternativo y reversible.

Aplicaciones en una aeronave En una aeronave los elementos de transmisión mecánica son de esencial funcionamiento a continuación se describirán los elementos que hacen uso de los mismos. FLIGHT CONTROLS (Sistema 27 según código ATA 100) Para este sistema que son los controles de vuelo que por medio de superficies de control se logra maniobrar la aeronave en los diferentes movimientos que realiza (roll,pitch,yaw) esas superficies de control son las siguientes. 1. 2. 3. 4. 5.

Aileron Flaps and Slats Elevator Spoilers and Speedbrakes Horizontal Stabilizer El uso de elementos mecánicos de transmisión es claro en las diferentes superficies hipersustentadoras, frenos aerodinámicos y superficies de control pues hacen uso de un sinfín de mecanismos de transmisión mecánica dependiendo de las necesidades de funcionamiento.

Ejemplos de mecanismos de transmisión en el sistema 27

LANDING GEAR (Sistema 32 según código ATA 100) El tren de aterrizaje es otro de los sistemas que hace uso de mecanismos de transmisión mecánica ya sea para la retracción de las puertas del mismo o para retraer el tren aquí dependiendo de la utilidad de cada mecanismo se podrá ver la complejidad del mismo y haciendo uso de elementos alternos como lo son resortes entre otros medios.

Ejemplos de mecanismos de transmisión en el 32

DOORS (Sistema 52 según código ATA 100) Los mecanismos de transmisión mecánica se logran ver en sistemas de bisagras chapas entre otros elementos que componen la puerta de una aeronave.

Ejemplos de mecanismos de transmisión en el 52

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGIENERIA MECANICA Y ELECTRICA UNIDAD TICOMAN

Sistemas en aeronaves “MECANISMO DE TRANSMISION MECANICA”

ALUMNO:

FRAGA PÉREZ CÉSAR

PROFERSOR:

ING. FRAGOSO MOSQUEDA MARCOS

GRUPO: 6AM1