MECÁNICA

Definición:

La mecánica es la rama de la física que describe el movimiento de los cuerpos, y su evolución en el tiempo, bajo la acción de fuerzas. El conjunto de disciplinas que abarca la mecánica convencional es muy amplio y es posible agruparlas en tres bloques principales:

Mecánica clásica: se subdivide en Cinemática (también llamada Geometría del movimiento), que se ocupa del escurrimiento de los cuerpos sin considerar las causas que lo originan, y Dinámica, que describe el movimiento estudiando las causas de su origen.

Mecánica de medios continuos, que mira a mecánica de sólidos deformables y la mecánica de fluidos.

Mecánica no convencional, que incluye efectos relativistas y cuánticos.

Transmisión mecánica

Se denomina transmisión al mecanismo encargado de enviar o trasmitir la potencia de un motor a alguna otra parte, con el objetivo de mover el vehículo (transmisión secundaria) o mover piezas internas necesarias para su correcto funcionamiento (transmisión primaria).

Las formas más habituales de transmisión son:

-Con correa dentada.

-Con cadena.
-Con balancines.
-Con cascada de engranajes.
-Con cardan.

Elementos más importantes de una transmision

1.- Lado de arrastre (recibe la fuerza)

2.- Mecanismo (asegura la transmisión)

3.- Lado de salida (devuelve la fuerza)

Transmisión

Fórmula:

I= N1/N2= R2/R1= D2/D1

N1= las vueltas que hace la rueda de entrada

N2= las vueltas que hace la rueda de salida

R1= número de dientes de la rueda de entrda

R2=número de dientes d la rueda de salidaD1= diámetro de la rueda de entrada

D2= diámetro de la rueda de salida

EJERCICIOS

TRANSMISIÓN DE TRACCIÓN

Ejercicio1: transmisión por cadenas

Girado la manivela de la rueda dentada grande, se observa que la rueda dentada pequeña gira más rápidamente. La velocidad es acelerada.

I = D2/D1 I = 15mm / 40mm I = 0,375
I = R2 / R1 I = 13 / 38 I = 0,375

Ejemplo de la vida cotidiana: para las máquinas al igual que las correas pero se utiliza menos veces.

Una bicicleta sin marchas:

Ejercicio 2: transmisión por cadena con polea de tesión

Girando la manivela de la rueda dentada grande las pequeñas giran mas rápidamente. La fuerza es acelerada.

La transmisión de tracción con polea de tensión es exactamente igual que la transmisión de tracción por cadena. La polea solo tensa la cadena y evita que se salga.
Ejemplo de la vida cotidiana: la bicicleta.

Ejercicio 3: Transmisión por correa

La correa al igual que la cadena se utiliza para transmitir fuerza a elementos complementarios, con una ventaja que la correa es más ligera que una cadena y necesita menos mantenimiento; ya que la cadena se ha de engrasar regularmente.

Pero como todo tiene algunos inconvenientes:

- La correa resbala, y la cadena no.
- Se tensa con más dificultad que la cadena.
- Se gasta con mayor rapidez respecto de la cadena

I = D2 / D1 I = 5,2mm / 15mm I = 0,35

Ejemplo en la vida cotidiana:

Ejercicio 4: Transmisión por cadena cruzada

Con una correa de transmisión cruzada se puede invertir el sentido de tracción, la cual es una ventaja muy importante respecto a la cadena.

Si giras la rueda A (entrada), realizas una transmisión . La relación de transmisión es A : B.
Si giras la rueda B (salida), realizas una transmisión . La relación de transmisión es B:A

- I= R2/R1 I= 7mm/14mm I= 0.5
- I= D2/D1 I= 14mm/28mm I= 0.5

Con la transmisión por correa cruzada se invierte el sentido de rotación

Ejeplo real: en las máquinas de gimnasio en las que tu haces fuerza para un lado y el peso se mueve en sentido contrario.

TRANSMISIÓN POR ENGRANAJES

Ejercicio 5: Transmisión por ruedas de fricción

Las ruedas de fricción se utilizan generalmente cuando se quiere poder separar con cierta facilidad el motor de salida.

La banda del contacto de las gomas es generalmente de goma o de otro material similar con un elevado coeficiente de fricción.

I = D2 / D1 I = 22mm / 22mm I = 1

Como las ruedas son iguales la transmisión de la velocidad ni aumenta ni disminuye por lo que se mantiene constante. Es lo que se llama un estabilizador de velocidad.

Ejemplo en la vida cotidiana:

Ejercicio 6: Transmisión de tornillo sin fin

I = R2 / R1 I = 38 / 8 I = 4,75

Los tornillos sin fin se utilizan para rotaciones lentas y potentes. Sin un motor no se podrá girar la rueda dentada del montaje, de esta manera se obtiene un freno automático.

Ejemplo de la vida real:

Ejercicio 7: Transmisión de cremallera

Se utilizan las cremalleras para transformar un movimiento de rotación en movimiento de translación o viceversa.

I = R2 / R1 I = 16 / 38 I = 0,42

Ejemplo de la vida cotidiana: tren de cremallera.

Ejercicio 8: Transmisión con engranaje angular

Permite cambiar 90º el ángulo de rotación. La relación de transmisión es 1 porque las ruedas son iguales. Por lo que la velocidad ni aumenta ni disminuye, se mantiene constante.

I= N1/N2 I= 15/15 I= 1

Ejemplo real: una grua, que lo que quiere conseguir es modificar un movimiento vertical a uno horizontal o viceversa.

Ejercicio 9: Transmisión reversible

Este mecanismo es igual al mecanismo de transmisión con engranaje angular, lo único que haría falta sería añadir una segunda rueda en la varilla roscada.La transmisión reversible permite cambiar fácilmente el sentido de rotación.

La velocidad se mantiene.

I= R2/R1 I= 7.5/7.5 I= 1

Ejemplo: la hélice de un barco esta conectada a una transmisión reversible, por eso puede ir hacia delante y hacia atrás.

RUEDAS DENTADAS RECTAS

EJERCICIO 10 : Ruedas dentadas rectas

Esta transmisión de rueda dentada puede ser multiplicadora o reductora, según cual sea la rueda de entrada (A o B).

I = R1 / R2 I = 38 / 13 I = 2.92

I = R2 / R1 I = 13 / 38 I = 0.34

I= 2.92 -- Por cada 3 vueltas que da la rueda de entrada, la de salida solo da 1.
Las ruedas dentadas rectas permiten la transmisión de fuerzas y de su sentido de rotación de la misma forma que las cadenas o que las correas.

Ejemplo: el mecanismo de un reloj que no es digital, para mover las agujas.

EJERCICIO 11: Varias ruedas dentadas rectas

Al encadenar muchas ruedas dentadas seguidas (en este caso 4), la relación de transmisión puede quedar idéntica. Hay dos ruedas dentadas pequeñas girando exactamente a la misma velocidad; lo mismo ocurre con las dos ruedas dentadas grandes.

I = (RA / RB)+(RC / RD) I = (13 / 38) + (13 / 38) I = (0.342) + ( 0.342) I = 0.684
Desde la rueda A hasta la rueda B aumenta la velocidad, de la B a la C disminuye y de la C a la D vuelve a aumentar. Por lo que la transmisión es (A:B) + (C:D). Así la reducción ya se tiene en cuneta y solo hay que sumar los movimientos obtenidos en AB y CD.

Ejemplo real: también en los relojes, para mover las agujas.

EJERCICIO 12: Varillas roscadas

Le vamos a llamar a la rueda de entrada, una de las ruedas dentadas pequeñas, A, a la rueda dentada grande que comparte eje de rotación con otra rueda dentada pequeña B, y a la pequeña, C. Y a la última rueda, (la de salida) D.

Las ruedas Ay B transmiten un movimiento de: I = A / B. La rueda B(que es la rueda de entrada en entre las dos que comparten eje de rotación) arrastra a la rueda C (la de salida) y luego entre C y D la relación es igual a la de A y B: I = C / D = A / B.
Por cada vuelta que da la de entrada, A, la de salida; D, da 9 vueltas. I = 9:1

Ejemplo: en los mecanismos de los camiones, porque no necesitan que sus cajas de cambios aumenten la velocidad del camión, sino que aumente la fuerza.

TRANSMISIÓN CON CAMBIO DE VELOCIDAD

EJERCICIO 13 :Transmisión de dos velocidade

Este tipo de transmisión se da en todos los casos en que se deseen cambios de velocidades cambiantes.

No se debe olvidar que una reducción de velocidad de rotación comporta un aumento de la fuerza.

iT = 13 / 38 = 0.34

iT= 38 / 13 = 2.92

Ejemplo: en los coches, porque nosotros, cambiando las marchas y pisando o dejando de pisar el acelerador, podemos hacer que el coche aumente o disminuya su velocidad.

EJERCICIO 14 :Transmisión de dos velocidades y marcha a atrás

Para entrar en la marcha atrás, hay que poner en contacto las dos rueda exteriores, asegurando que no hay ningún contacto con las ruedas interiores.
Mediante una gran rueda exterior se efectúa la inversión del sentido de rotación.

Ejemplo: en los coches

CHASIS

Este es el dibujo del chasis de nuestro coche

Así queda el chasis de nuestro coche

Parte delantera

1.-Cremallera: el motor de nuestro coche tiene una rueda dentada que con la fuerza que hace el motor provoca un movimiento sobre la cremallera, girando hacia la izquierda o hacia la derecha.

2.-Motor: este es el motor delantero, y el que hace que se mueva el coche hacia los lados. tiene una rueda dentada colocada en el estremo de la barra.

3.-Ruedas: estas son las ruedas delanteras de nuestro coche.

Parte trasera

1.-Motor: este es el motor trasero, el que provoca el movimiento del coche hacia adelante y hacia atrás. Colocando en los extremos dos ruedas dentadas, que encajan a su vez con otras dos ruedas dentadas, facilita el movimiento de las ruedas traseras.

2.-Ruedas: estas son las ruedas traseras que hemos colocado en nuestro coche.