MECANISMOS DE TRANSMISIN MECNICA
Un mecanismo es un dispositivo que transforma el movimiento
producido por un elemento motriz en un movimiento deseado en la
salida. La trasformacin de la fuerza y el movimiento producido, por
ejemplo en un motor, se suele realizar mediante sistemas de
elementos mecnicos conectados entre s para transmitir potencia
mecnica del elemento motriz a la carga propiamente dicha. Estos
elementos mecnicos, a su vez, suelen ir montados sobre los llamados
ejes de transmisin, que son piezas cilndricas sobre las cuales se
colocan los mecanismos de transmisin correspondientes y que sern
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 geomtricas 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
est unida a otros sistemas. El nmero de grados de libertad en
ingeniera se refiere al nmero mnimo de parmetros que necesitamos
especificar para determinar completamente la velocidad de un
mecanismo o el nmero de reacciones de una estructura. Entre los
mecanismos de transmisin ms importantes empleados en la transmisin
de energa mecnica, se destacan: sistemas de poleas y correas,
sistemas de ruedas de friccin, sistemas de engranajes, sistemas de
ruedas dentadas y cadenas, sistemas de tornillo sinfn y rueda
helicoidal, sistemas de rueda dentada entre otros mas. Sistema de
Cadenas y Piones. Este sistema permite transmitir potencias
relativamente altas entre dos ejes distantes entre s, sin que
excite apenas resbalamiento o desprendimiento entre las dos ruedas
de piones y la cadena, que es el elemento de enlace que une ambas
ruedas. Quizs entre las muchas aplicaciones que usan este tipo de
sistemas de transmisin, las ms importantes son la de la bicicleta y
la de la motocicleta, aunque tambin se utilizan en otros muchos
campos. Este sistema consta de dos ruedas dentadas (piones)
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 transmisin de
poleas y correas se emplean para transmitir la potencia mecnica
proporcionada por el eje del motor entre dos ejes separados entre s
por una cierta distancia. La transmisin del movimiento por correas
se debe al rozamiento stas sobre las poleas, de manera que ello slo
ser posible cuando el movimiento rotativo y de torsin que se ha de
transmitir entre ejes sea inferior a la fuerza de rozamiento. El
valor del rozamiento depende, sobre todo, de la tensin de la correa
y de la resistencia de sta a la traccin; es decir, del tipo de
material con el que est construida (normalmente cuero, fibras,
hilos metlicos 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
rotacin 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 prdidas considerables de potencia;
sobre todo en el arranque. Para evitar esto parcialmente se puede
utilizar una correa dentada, que aumenta la sujecin.
Sistema de Ruedas de Friccin. Consiste en hacer resbalar dos o
ms ruedas que se tocan entre s 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 estn en contacto, ejerciendo una cierta presin 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 ser
contrario al del eje conducido. Generalmente este tipo de sistema
solamente se usa cuando se pretenden transmitir pequeas potencias,
ya que al estar en contacto una rueda con otra se produce, por
resbalamiento, una prdida de velocidad. Otro inconveniente del uso
de estas ruedas es su continuo desgaste debido a que funcionan por
rozamiento y por presin. Sus principales aplicaciones se encuentran
en el campo de la electrnica y en el de la informtica: equipos de
sonido, vdeo, impresoras, etc
.
Sistema de Engranajes. Se trata de uno de los mecanismos de
transmisin, conjuntamente con las poleas, ms antiguos que se
conocen. Los engranajes son mecanismos utilizados en la transmisin
de movimiento rotatorio y movimiento de torsin entre ejes. Este
sistema posee grandes ventajas con respecto a las correas y poleas,
tales como reduccin del espacio ocupado, relacin de transmisin ms
estable, posibilidad de cambios de velocidad automticos y mayor
capacidad de transmisin 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 dimetro y
pin al ms pequeo. Cuando el pin mueve la rueda se tiene un sistema
reductor de velocidad, mientras que cuando la rueda mueve el pin 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
stos sea distinto.
En funcin de la forma de sus dientes y de la del propio
engranaje, stos pueden ser: Engranajes rectos
Son engranajes cilndricos de dientes rectos. Son colineales con
el propio eje de la rueda dentada. Se utilizan en transmisiones de
ejes paralelos formando as lo que se conoce con el nombre de trenes
de engranajes. Este hecho hace que sean unos de los ms utilizados,
pues no en vano se pueden encontrar en cualquier tipo de mquina:
relojes, juguetes, mquinas herramientas, etc. Engranajes
helicoidales
Son aqullos cuyos dientes estn dispuestos siguiendo la
trayectoria de hlices paralelas alrededor de un cilindro. Estos
engranajes pueden transmitir movimiento entre ejes paralelos o
entre ejes que se cruzan en cualquier direccin. Se usan en: cajas
de cambios, cadenas cinemticas, mquinas herramientas, etc.
Engranajes cnicos
Se utilizan para transmitir movimiento entre ejes
perpendiculares, aunque tambin se fabrican formando ngulos
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 ltimos muy
utilizados en sistemas de transmisin para automviles. Los
engranajes s clasifican tambin en dos de acuerdo a su transmisin:
Transmisin simple
Cuando el movimiento se transmite directamente entre dos ejes.
Transmisin Compuesta
En este caso la transmisin se realiza entre ms de dos ejes
simultneamente, para lo cual ser 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 est 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 rectilneo de la tuerca. En este caso el movimiento
circular no tiene por qu 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 nmero de entradas (e) y por el
paso de la rosca (p). As, por ejemplo, un tornillo de 2 mm de paso
y una entrada, al girar una vuelta completa sobre una tuerca
produce un avance de sta 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 ser: A = p * e
Sistema de Tornillo Sinfn y Rueda Dentada.
Con este mecanismo, adems de poder transmitir fuerza y
movimiento entre dos ejes perpendiculares entre s, se pueden
conseguir relaciones de transmisin altas. Se trata de un sistema
irreversible, en el cual nicamente es posible transmitir potencia
del eje del sinfn al eje de la rueda, pero no en sentido contrario.
El hecho de que con este tipo de sistemas se consigan relaciones de
transmisin altas, sobre todo si se comparan con los sistemas
anteriores, hace que se utilice en aplicaciones muy diversas tales
como contadores elctricos, cuentarrevoluciones, carros de mquinas
herramientas, juguetes, cremalleras de direcciones para automviles,
etc.
Sistema de Biela Y Manivela. Se trata de un mecanismo capaz de
transformar el movimiento circular en movimiento alternativo. Dicho
sistema est formado por un elemento giratorio denominado manivela
que va conectado con una barra rgida 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
transmisin mecnica son de esencial funcionamiento a continuacin se
describirn los elementos que hacen uso de los mismos. FLIGHT
CONTROLS (Sistema 27 segn cdigo 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 mecnicos
de transmisin es claro en las diferentes superficies
hipersustentadoras, frenos aerodinmicos y superficies de control
pues hacen uso de un sinfn de mecanismos de transmisin mecnica
dependiendo de las necesidades de funcionamiento.
Ejemplos de mecanismos de transmisin en el sistema 27
LANDING GEAR (Sistema 32 segn cdigo ATA 100) El tren de
aterrizaje es otro de los sistemas que hace uso de mecanismos de
transmisin mecnica ya sea para la retraccin de las puertas del
mismo o para retraer el tren aqu dependiendo de la utilidad de cada
mecanismo se podr ver la complejidad del mismo y haciendo uso de
elementos alternos como lo son resortes entre otros medios.
Ejemplos de mecanismos de transmisin en el 32
DOORS (Sistema 52 segn cdigo ATA 100) Los mecanismos de
transmisin mecnica se logran ver en sistemas de bisagras chapas
entre otros elementos que componen la puerta de una aeronave.
Ejemplos de mecanismos de transmisin en el 52
INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGIENERIA
MECANICA Y ELECTRICA UNIDAD TICOMAN
Sistemas en aeronaves MECANISMO DE TRANSMISION MECANICA
ALUMNO:
FRAGA PREZ CSAR
PROFERSOR:
ING. FRAGOSO MOSQUEDA MARCOS
GRUPO: 6AM1
