clasificación-mecanismos
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Descripción de los diferentes tipos de mecanismosTRANSCRIPT
Unidad I
Clasificacin
De Mecanismos
Introduccin
Un mecanismo es un dispositivo mecnico que tiene el propsito de transferir el movimiento y/o fuerza de una fuente (entrada) a una salida. Los mecanismos son casi siempre impulsados por un solo actuador para producir una amplia variedad de movimientos que van del muy simple respecto a un eje fijo, como el movimiento reciprocarte u oscilatorio, hasta los movimientos tridimensionales sumamente complejos.
Entender cmo funciona un mecanismo en particular es bastante fcil, pero comprender cmo se origin y por qu se dise en esa forma especfica, es ms difcil. La tarea fundamental de conceptuar los mecanismos sigue siendo una combinacin de arte y ciencia.
2.1 Mecanismo de cuatro eslabones.
Los mecanismos se usan en una gran variedad de mquinas y dispositivos. El eslabonamiento de cadena cerrada ms simple es el de cuatro barras, que tiene tres eslabones mviles (ms un eslabn fijo) y cuatro juntas "revolutas", "de pivote" o "de pasador" (figura 2.1). El eslabn conectado a la fuente de potencia se llama eslabn de entrada (AAO). El eslabn seguidor conecta el pivote mvil B al pivote BO de tierra. El eslabn acoplador o flotante conecta los dos pivotes mviles, A y B, "acoplando" el eslabn de entrada con el eslabn de salida. Puntos sobre el eslabn acoplador (llamados puntos trazadores de trayectorias) trazan en general curvas acopladoras algebraicas de sexto orden [1].
El eslabonamiento de cuatro barras es la cadena ms bsica de eslabones conectados por pasadores que permite movimiento relativo entre los eslabones (tres eslabones articulados entre s constituyen una estructura). No obstante que se trata de un mecanismo simple, las cuatro barras forman un mecanismo muy verstil usado en miles de aplicaciones.
Figura 2.1 Eslabonamiento de cuatro barras
El mecanismo de 4 barras articuladas puede tomar otras formas, como se muestra en la figura 2.2. En la figura 2.2a se ha cruzado el mecanismo, con los que se obtiene el movimiento manivela-balancn. En la figura 2.2b los eslabones opuestos tienen la misma longitud por lo que siempre permanecen paralelos; tanto el eslabn 2 como el 4 giran completamente. Este tipo de movimiento era caracterstico de la transmisin de las locomotoras de vapor. La figura 2.2c muestra otro arreglo en el que tanto el eslabn motriz. Esta forma de mecanismo de cuatro barras es la base para el mecanismo de eslabn de arrastre (mecanismo de retorno rpido). Para una rotacin de la manivela 2 a velocidad angular constante, el eslabn 4 girara a una velocidad angular no uniforme. La figura 2.2d muestra un arreglo en que el eslabn 4 se ha reemplazado por un bloque deslizante [2].
El movimiento del mecanismo de cuatro barras articuladas con frecuencia se caracteriza por el trmino manivela-balancn para indicar que la manivela 2 gira completamente y que el eslabn 4 oscila como se muestra en la figura 2.2a. En la forma anloga, el termino doble manivela indica que tanto el eslabn 2 como el 4 giran completamente como se aprecia en las figuras 2.2b y 2.2c. El termino doble balancn indica que tanto el eslabn 2 como el 4 oscilan como se aprecia en la figura 2.3 [2].
Una manera de determinar si un mecanismo de cuatro barras va a funcionar como manivela-balancn o doble balancn consiste en emplear la ley de Grashoff.
Figura 2.2 Diversas configuraciones del eslabonamiento de cuatro barras
En la figura 2.4 se muestra un mecanismo de doble manivela, tiene la propiedad de que la manivela LAB gire dos vueltas por una que gira la manivela LCD. Este mecanismo se llama tambin romboide de eslabones articulados [25].
Figura 2.3 Mecanismo de cuatro barras
oscilador-oscilador
Figura 2.4 Mecanismo de cuatro barras
tipo romboide.
Mecanismo de biela- manivela- corredera
El mecanismo de cuatro barras tiene algunas configuraciones especiales cundo uno o ms eslabones son de longitud infinita. El mecanismo de corredera y manivela mostrado en la figura 2.5a, es una cadena cinemtica de cuatro barras con un deslizador reemplazando un eslabn de salida infinitamente largo. El eslabonamiento de cuatro barras y el de corredera manivela tienen ambos cuatro eslabones y ambos son considerados cadenas de cuatro barras [1].
La figura 2.5b muestra un eslabonamiento de corredera y manivela con un eslabn acoplador triangular ABP. Cada punto del eslabn acoplador traza diferentes trayectorias, llamadas curvas acopladoras [1]
Figura 2.5 Mecanismo de cuatro barras de corredera y manivela
Aplicaciones: Este mecanismo se emplea ampliamente y encuentra su mayor aplicacin en el motor de combustin interna. La figura 2.6a muestra un dibujo en que el eslabn 1 es el marco (que se considera fijo), el eslabn 2 es el cigeal, el eslabn 3 la biela y el eslabn 4 el pistn. En el motor de combustin interna el eslabn 4 es el pistn sobre el que se ejerce la presin del gas. Esta fuerza se transmite por medio de la biela al cigeal. Se puede ver que hay dos puntos muertos durante el ciclo, uno a cada posicin extrema del recorrido del pistn. Este mecanismo tambin se emplea en las compresoras de aire en las que el motor elctrico mueve al cigeal, el cual a su vez mueve al pistn que comprime el aire [2].
Al considera este mecanismo, con frecuencia es necesario calcular el desplazamiento de la corredera, su velocidad y su aceleracin. Las ecuaciones correspondientes se obtienen empleando al figura 2.6b [2].
Figura 2.6 Mecanismo de biela- manivela- corredera
Una variante de un mecanismo biela-manivela-corredera se puede obtener aumentando el tamao del perno de la manivela hasta que sea mayor que la flecha a la que est unidad y, a la vez, desplazando el centro del perno de la manivela del de la flecha. Este perno agrandado de la manivela se denomina excntrico y se pude utilizar para sustituir la manivela en el mecanismo original. La figura 2.7 muestra en el que punto B es centro del excntrico y el punto A el centro de la flecha. El movimiento de este mecanismo con longitud equivalente AB de la manivela es idntico al de la biela-manivela-corredera axial. [2]
Figura 2.7 Variante del mecanismo de biela- manivela- corredera
Mecanismo de colisa rectilnea (Yugo escocs)
Este mecanismo es uno de los que proporciona movimiento armnico simple. Su primera aplicacin fue en bombas de vapor, aunque ahora se usa como un mecanismo en una mquina de prueba para producir vibraciones. Tambin se emplea como generador de la funcin seno-coseno en dispositivos de clculo [2].
Como se puede apreciar en la figura 2.8, el elemento de salida esta acoplado directamente a un elemento que contiene una ranura, en el cual se mueve un rodillo que va unido a la parte rotatoria; en el cual se aplica el movimiento de entrada. Es un mecanismo que convierte un movimiento rotatorio a una lineal y viceversa; aunque realiza bsicamente la misma funcin que una manivela-corredera simple axial, se deferencia de sta porque el movimiento de salida lineal es una sinusoide pura [25].
Si en el mecanismo de cuatro eslabones articulados, la corredera se mueve en directrices mviles, se obtiene el mecanismo de colisa de cuatro eslabones articulados, figura 2.9. El pistn (corredera) 3 se mueve por la directriz 4 que gira alrededor del punto C la manivela 2 girar tambin vuelta completa alrededor del punto A. La directriz 4 se llama se llama colisa giratoria [25].
Figura 2.8 Mecanismo de colisa rectilnea Figura 2.9 Mecanismo de colisa giratoria.
De la figura 2.10, si , la colisa realiza movimiento oscilante y y la manivela, 2, gira se denomina mecanismo con colisa oscilatoria. Cuando , el giro de la colisa transcurre en la misma direccin y el mecanismo se denomina mecanismo con colisa giratoria. Si , el mecanismo de colisa pude servir para disminuir la velocidad angular a la mitad. En otras palabras, al girar en forma constante la manivela 2, la colisa 4 girar tambin constantemente, pero su velocidad angular ser dos veces menor que la velocidad angular de la manivela [25].
Si el mecanismo de cuatro eslabones articulados el balancn y la biela se disean en forma de correderas, 3 y 4, se obtiene entonces el mecanismo de colisa de cuatro eslabones con correderas. En la figura 2.11, se muestra el mecanismo tangente de colisa usado para instrumentos para realizar operaciones matemticas. Permite calcular el valor de la tangente del ngulo dado, pues el desplazamiento de la corredera 4 es proporcional a la tangente del ngulo de giro del eslabn 2 [25].
Figura 2.11 Mecanismo tangente de colisa
Figura 2.10 Mecanismo de colisa oscilatoria
para torno cepillador
2.2 Mecanismo de retroceso rpido.
Estos mecanismos se emplean en mquinas herramientas que tiene una carrera lenta de corte y una carrera rpida de retorno para una velocidad angular constante de la manivela motriz. Son una combinacin de mecanismos simples tales como el mecanismo de 4 barras (manivela-balancn) y el mecanismo biela-manivela-corredera. Tambin se emplea el mecanismo de colisa combinado con el mecanismo manivela corredera. Al disear mecanismos de retorno rpido, es su suma importancia la relacin del ngulo de la manivela para la carrera de corte con respecto al de la carrera de retorno; esta relacin se conoce como relacin de tiempo. Para producir un retorno rpido de la herramienta, esta relacin deber ser mayor que la unidad y tan grande como sea posible. A manera de ejemplo el ngulo de la manivela para la carrera de corte para el mecanismo de cepillo manivela (torno cepillador) mostrado en la figura 2.12; est marcado con y para la carrera de retorno esta marcado con . Suponiendo que la manivela opera a velocidad constante, entonces la relacin de tiempo es /, que es mucho mayor que la unidad. Existen varios tipos de mecanismos de retorno rpido que se describen a continuacin. [2]
Figura 2.12 Mecanismo de cepillo de manivela (colisa oscilatoria)
Mecanismo de eslabn de arrastre.
Este mecanismo se obtiene a partir del mecanismo de 4 barras articuladas y se muestra en la figura 2.13. Para una velocidad angular constante del eslabn 2, el 4 gira a velocidad no uniforme. La corredera 6 se mueve con velocidad casi constante en casi durante la mayor parte de la carrera ascendente para producir una carrera ascendente lenta y una carrera descendente rpida cuando el eslabn motriz 2 gira en el sentido de las manecillas del reloj. [2]
Figura 2.13 Mecanismo de eslabn de arrastre
Mecanismo de Whitworth.
ste es una variante de la primera inversin de la biela-manivela en que se mantiene fija la manivela. La figura 2.14 muestra el mecanismo en donde tanto el eslabn 2 como el 4 giran revoluciones completas [1].
Figura 2.14 Mecanismo de Whitworth
Mecanismo de biela-manivela-corredera descentrada: Como se muestra en al figura 2.15, el mecanismo biela-manivela-corredera puede estar descentrada, lo que produce un movimiento rpido de retorno. Sin embargo, la cantidad de retorno rpido es muy pequea, por lo que el mecanismo solamente se debe usar en los casos en el que el espacio est limitado y el mecanismo deba ser sencillo [2].
Si la recta x-x a lo largo de la cual se mueve el punto C de la articulacin, pasa por el punto A, el mecanismo se llama biela-manivela-corredera axial o mecanismo de biela-manivla-corredera central; en caso de que la recta x-x no pase por estos puntos, el mecanismo se llama biela-manivela no axial o biela-manivela-corredera descentrada.
Figura 2.15 Mecanismo de biela-manivela-corredera descentrada.
2.3 Mecanismo de lnea recta.
Estos mecanismos se disean de tal forma que un punto de los eslabones se mueve en una lnea recta. Dependiendo del mecanismo, esta lnea recta puede ser una lnea recta aproximada o tericamente correcta por ejemplo: el eslabonamiento de Watt, mecanismo de Roberts, eslabonamiento de Chebyschev y el inversor de Peaucellier [2].
Mecanismos de lnea recta Watt: Movimiento rectilneo aproximado descrito por el punto P; AP/PB = BBo/AAo (figura 2.16 [1]).
Mecanismos de lnea recta Scout Russele produce un movimiento rectilneo exacto trazado por el punto P, AoA = AB = AP. (figura 2.17 [1])
Fig. 2.16. Mecanismos de lnea recta Watt Fig. 2.17 Mecanismos de lnea recta Scout Russele
Una aplicacin muy comn de las curvas de acoplador es en la generacin de lneas aproximadamente rectas La primera aplicacin de que se tiene noticia de una curva de acoplador en un eslabonamiento de lnea recta de Watt figura 2.18a. Esta cadena de doble balancn se usa, todava con frecuencia, en los sistemas de suspensin de los automviles, para guiar el eje trasero hacia arriba y hacia abajo en lnea recta. El eslabonamiento de lnea recta de Chebyschev, un doble balancn de Grashof que aparece en la figura 2.18b. Richard Roberts, descubri el eslabonamiento de lnea recta de Roberts , que se presenta en la figura 2.18c. Es tambin un doble balancn. El eslabonamiento de Hoekens de la figura 2.18d es una manivela- balancn de Grashof, que tiene ciertas ventajas en algunos casos. Adems esa cadena de Hoekens tiene la caracterstica de velocidad muy aproximadamente constante a lo largo de la porcin central se su movimiento de lnea recta.
Peaucellier (1894) descubri un mecanismo con movimiento de lnea recta exacto, de ocho barras en cual se ilustra en la figura 2.18e. Los eslabones 5, 6, 7 y 8 forman un rombo. El eslabn 3 es igual al 4 y cuando O2O4 es idntico a O2A, el punto P genera un arco de radio infinito, es decir, una lnea recta. Al mover el pivote O2 a la izquierda o la derecha de la posicin indicada, y al cambiar solo la longitud del eslabn 1, este mecanismo genera verdaderos arcos circulares con radios mucho mayores que las longitudes del eslabn [3].
Figura 2.18 Mecanismos de Lnea Recta [3]
En la figura 2.18-A se muestran las tres configuraciones del mecanismo de line recta de aproximada de Evans y en la figura 2.18-B se muestra la configuracin del mecanismo de lnea recta exacta de Hart.
Figura. 2.18-A. Mecanismo de lnea recta aproximada de Evans nmero 1, 2 y 3.
Figura 2.18-B. Mecanismo de lnea recta de Hart
2.4 Mecanismo de ruedas de cmara.
Este mecanismo toma distintas formas las cuales caen dentro de dos clasificaciones. El primer tipo esta formado por dos ruedas con lbulos que operan dentro de una caja de alojamiento. Un ejemplo de este mecanismo es el ventilador Roots cual se muestra en la figura 2.19 Los rotores son cicloides impulsados por un par de engranes acoplados, del mismo tamao, colocados en el fondo de la caja. En las aplicaciones modernas el ventilador Roots tiene 3 lbulos en cada rotor y se emplea en el supercargador de baja presin en los motores Diesel [2].
La otra clase de ruedas de cmara tiene solamente un rotor colocado excntricamente dentro de la caja y por lo general es una variante del mecanismo biela-manivela-corredera. La figura 2.20 muestra una ilustracin de este tipo.
El mecanismo mostrado en la figura 2.20, se diseo originalmente para las maquinas de vapor, aunque en su aplicacin moderna se emplea bajo la forma de bomba. Otro ejemplo del segundo tipo de ruedas de cmara es el que se muestra en la figura 2.21, correspondiente a un motor rotativo o motor Wankel, es un motor de combustin interna que funciona de una manera completamente diferente de los motores convencionales [2].
En un motor alternativo; en el mismo volumen (cilindro) se efectan sucesivamente 4 diferentes trabajos - admisin, compresin, combustin y escape. En un motor Wankel se desarrollan los mismos 4 tiempos pero en lugares distintos de la carcasa o bloque; 1, es decir, viene a ser como tener un cilindro dedicado a cada uno de los tiempos, con el pistn movindose continuamente de uno a otro. Ms concretamente, el cilindro es una cavidad con forma de 8, dentro de la cual se encuentra un pistn triangular, 2, que realiza un giro de centro variable. Este pistn comunica su movimiento rotatorio a un cigeal, 3, que se encuentra en su interior, y que gira ya con un centro nico [30].
En la figura 2.22 se muestra otro mecanismo de cmara, correspondiente a una bomba hidrulica de engranes
2
1
3
4
entrada
salida
Figura 2.19 Soplador de Roots. Figura 2.20 Bomba de paletas
Figura 2.21 Motor Wankel [30] Figura 2.22 Bomba de engranes [30].
2.5 Juntas de acoplamiento.
Junta de Hooke.
Esta junta se emplea para conectar dos flechas que se intersecan. Tambin se le conoce con el nombre de junta universal y su mayor aplicacin se encuentra en el campo automotriz. La figura 2.23 muestra una ilustracin de la junta [2].
Es posible conectar dos flechas mediante dos juntas de Hooke y una flecha intermedia de manera que la relacin desigual de velocidades de la primera junta quede cancelada por la segunda. La figura 2.24 muestra esta aplicacin cuando las dos flechas 2 y 4 que se van a conectar no estn en el mismo plano. La conexin debe efectuarse de manera que las flechas motriz y movida, 2 y 4 formen ngulos iguales 3 con la flecha intermedia 3 [2].
Figura 2.23 Junta de HookeFigura 2.24 Conexin de dos flechas mediante dos juntas de Hooke
Juntas universales de velocidad constante
Durante muchos aos, los ingenieros han tratado de desarrollar una sola junta universal capaz de transmitir una relacin constante de velocidades. Para ello se propusieron varias juntas que eran variantes del principio de Hooke, incluso una desde 1870, en la que se reduca la longitud de la flecha intermedia a cero. Sin embargo, hasta donde se sabe, las juntas con este diseo nunca se han empleado comercialmente. La necesidad de tener una junta universal capaz de transmitir una relacin constante de velocidades angulares aument con el desarrollo de la traccin delantera para los automviles. Ciertamente se podan emplear dos juntas de Hooke y una flecha intermedia, aunque esta solucin no era totalmente satisfactoria. Con una transmisin como la que se necesita en las ruedas delanteras de un automvil, en que el ngulo es a veces bastante grande, las condiciones cambiantes hacan casi imposible obtener una relacin constante de velocidades angulares. La introduccin de las juntas Weiss y Rzeeppa en Estados Unidos y la Tracta en Francia satisfizo la necesidad que se tena de una junta universal de velocidad constante. La junta Weiss se patent originalmente en 1925. La Rzeppa en 1928 y la Tracta en 1933. La operacin de estas juntas no se basa en el mismo principio que la junta de Hooke. [2]
La figura 2.25 muestra una junta Bendix-Weiss. Como se ve en la figura, se forman ranuras simtricas entre s alrededor de las lneas de los extremos de los yugos y hay cuatro bolas de acero localizadas entre estos extremos en un punto en el que los ejes de las ranuras de un yugo intersecan los ejes de las ranuras del otro yugo. La potencia se transmite desde la flecha motriz a la flecha movida por medio de estas bolas. Una quinta bola con una ranura proporciona la fijacin del conjunto de las partes a la vez que absorbe el empuje longitudinal. Durante la operacin las bolas cambian sus posiciones automticamente segn cambia el desplazamiento angular de las dos flechas, de manera que el plano que contiene los centros de las bolas siempre biseca el ngulo entre las dos flechas. En consecuencia, se obtiene una relacin constante de velocidades angulares a partir de esta condicin. [2]
La figura 2.26 muestra una junta Rzeppa (se pronuncia "shepa") de tipo de campana. La junta est formada por un alojamiento esfrico y una pista interna con ranuras correspondientes en cada parte. Seis bolas de acero insertadas en estas ranuras transmiten la torsin de la flecha motriz a la flecha movida. Las bolas se encuentran en ranuras curvas en las pistas y quedan en posicin mediante una jaula que est entre las pistas. Los centros de curvatura para las pistas ranuradas estn desplazados en direcciones opuestas respecto al centro de la junta o articulacin a lo largo de los ejes de las flechas. Los desplazamientos controlan las posiciones de las bolas de manera que sus centros siempre se encuentran en un plano que biseca los ngulos entre las flechas. Con los centros de las flechas en este plano, la junta o articulacin transmitir una relacin constante de velocidades angulares.
Figura 2.25 Junta Bendix Weiss Figura 2.26 Junta Rzeppa
La figura 2.27 muestra una junta Tracta que est formada por cuatro partes: dos flechas con extremos bifurcados y dos piezas semiesfricas, una con una lengeta y la otra con una ranura para recibir la lengeta. Adicionalmente, cada uno de los cuerpos semiesfricos tiene una ranura que permite la conexin de la horquilla. Las horquillas subtienden un ngulo mayor de 180 de manera que se autofijan cuando se ensamblan. La lengeta y su ranura estn perpendiculares a las ranuras que reciben a las horquillas. Cuando la junta se ensambla los ejes de las piezas semiesfricas siempre deben permanecer en el mismo plano gracias a la unin de la lengeta y la ranura. Tambin, al ensamblar la junta, las horquillas quedan en libertad de girar alrededor de los ejes de los cuerpos semiesfricos que estn en el plano de la lengeta y la ranura.
En las aplicaciones industriales la junta se mantiene debidamente alineada mediante dos alojamientos esfricos que no se muestran. Cuando se arman, los alojamientos proporcionan una cubierta del tipo de rtula que soporta las flechas de manera que sus ejes se intersectan en todo momento en un punto equidistante de los centros de los miembros semiesfricos. Con esta alineacin, la junta Tracta transmite el movimiento con una relacin constante de velocidades [2].
Figura 2.27 Junta Tracta
Adems de las juntas de velocidad constante mencionadas anteriormente, se ha desarrollado otro tipo de junta conocida como junta tri-pot. La junta tri-pot tiene un alojamiento cilndrico con tres barrenos axiales, equidistantes y parcialmente cilndricos. Los barrenos axiales alojan a una cruceta que tiene tres muones con una bola montada en cada uno de stos. Los puntos de contacto entre las bolas y los barrenos de alojamiento siempre se encuentran en un plano que biseca el ngulo entre las dos flechas; figura 2.28. En consecuencia, siempre se transmitir una velocidad angular constante entre la flecha de entrada y la flecha de salida a cualquier ngulo entre las flechas. La cruceta generalmente se encuentra acoplada mediante estras a una flecha, y el alojamiento se une mediante tornillos a la otra flecha.
La junta tri-pot se usa extensamente en las transmisiones automotrices de traccin delantera en combinacin con la junta Rzeppa, emplendose esta ltima para la junta exterior y la primera para la junta interior. La figura 2.29 muestra una unidad de transmisin delantera con una junta Rzeppa una junta tri-pot.
Figura 2.28 Junta tripot. [ ]
Figura 2.29 Unidad para traccin delantera. []
Junta Oldham
La junta Oldhan tambin denomina de platillos en cruz, se usa para unir dos rboles paralelos de muy reducida distancia axial. La junta consta de tres elementos dos solidarios uno a cada eje y un tercero que sirve de unin entre las anteriores como se puede ver en la figura 2.30. Este mecanismo es una inversin del yugo escocs (colisa rectilnea).
Figura 2.30 Junta de Oldham
2.6 Mecanismo de movimento intermitente.
El movimiento intermitente es una sucesin de movimientos y detenimientos. Un detenimiento es un lapso de tiempo en el que el eslabn de salida permanece estacionario, en tanto que el eslabn de entrada continua movindose. Hay muchas aplicaciones en maquinaria que se necesita este movimiento intermitente. As, los mecanismos intermitentes se caracterizan por comunicar paros temporales en cada ciclo a sus eslabones.
Mecanismo de Cruz de Malta.
El mecanismo de Cruz de Malta o de Ginebra, figura 2.31 proporciona una salida intermitente a partir de una entrada de velocidad constante. El mecanismo est formado por dos discos. Un motor a velocidad constante impulsa la entrada. El de entrada est graduado al que se le acopla un pasador (P). El otro disco dispone de una serie de ranuras (n) radiales (cmo mnimo 3) formando un ngulo () entre ellos. Durante el giro entorno al eje de entrada engranar con una de las ranuras de la rueda de salida obligndola a describir un giro hasta que deje de contactar con la ranura [6].
Transcurrido un cierto ngulo de la entrada volver a engranar con otra ranura, con lo que el movimiento de la rueda de salida se reanudar. El resultado es la rotacin intermitente de la rueda de Ginebra.
(a) (b)
Figura 2.31 Cruz de Malta o Rueda de Ginebra: (a) 4 ranuras; (b) 6 ranuras [4]
Mecanismo de trinquete
En la figura 2.32 se muestra el mecanismo de trinquete. El brazo de empuje pivotea sobre el eje de la rueda dentada y entonces el eje se mueve hacia atrs y hacia delante para accionar la rueda. La ua de empuje del brazo hace girar la rueda dentada en sentido antihorario y no trabaja durante el movimiento de regreso del brazo en sentido horario. La ua de retn impide que la rueda del trinquete cambie de direccin de giro mientras regresa la ua de empuje. Se utiliza en llaves de trinquete (o matraca) para tuercas, montacargas [3].
Mecanismo de Ginebra Lineal
Existe la variante del mecanismo de Cruz de malta que tiene salida en traslacin lineal (figura 2.33). Este mecanismo es anlogo al de yugo escocs, pero en este caso est abierto con diferentes yugos. Se utiliza como impulsor de cintas transportadoras intermitentes con las ranuras formadas en la misma cinta transportadora, tambin se utiliza como motor de giro alterno para lograr una oscilacin lineal [3].
Figura 2.32 Mecanismo de trinquete [3]. Figura 2.33 Mecanismo lineal de Cruz de Malta [3].
Engranaje intermitente
Este mecanismo se aplica en los casos en que las cargas son ligeras y el choque es de importancia secundaria. La rueda motriz lleva un diente y el eslabn movido un nmero de espacios de dientes para producir el ngulo necesario de posicionamiento. La figura 2.34 muestra este arreglo. Se debe emplear un dispositivo de fijacin para evitar que la rueda 2 gire cuando no esta marcando. En la figura se muestra un mtodo; la superficie convexa de la rueda 1 se acopla con la superficie cncava entre los espacios de los dientes del eslabn 2 [2].
Figura 2.34 Engranaje Intermitente [2]
Mecanismos de escape
Este tipo de mecanismo es uno en que se permite girar a una rueda dentada, a la que se aplica torsin, con pasos discretos, bajo la accin de un pndulo. Debido a esta accin, el mecanismo se puede emplear como dispositivo del tiempo, y es precisamente como tal que encuentra su mxima aplicacin en los relojes de pared y de pulso. Una segunda aplicacin consiste en emplearlo como gobernador para controlar el desplazamiento, la torsin o la velocidad. Hay muchos tipos de escapes pero el que se usa en relojes debido a su exactitud es el escape de volante mostrado en la figura 2.35 [2].
Para estudiar el movimiento de este mecanismo a lo largo de un ciclo consideremos la palanca detenida contra el perno del lado izquierdo mediante el cliente A de la rueda de escape que actua sobre la piedra de paleta izquierda. El volante gira en el sentido contrario al de las manecillas del reloj de manera que su joya choca contra la palanca, movindola en el sentido de las manecillas. El movimiento de palanca hace que la piedra izquierda de paleta se deslice y se destrabe el diente A de la rueda de escape, con lo que ahora la rueda gira en el sentido de las manecillas y la parte superior del diente A da un impulso a la parte inferior de la piedra izquierda al deslizarse por debajo de la misma. Con este impulso la palanca comienza a mover la joya, con lo que da energa al volante para mantener su movimiento. Despus de que la rueda de escape gira una pequea distancia, vuelve al reposo cuando el diente B choca contra la piedra derecha de paleta, la que ha bajado debido a la rotacin de la palanca. Esta choca contra el perno del lado derecho y se detiene, aunque el volante sigue girando hasta que su energa es vencida por la tensin del pelo, la friccin del pivote y la resistencia del aire.
La fuerza del diente B de la rueda de escape sobre la piedra de paleta derecha mantiene a la palanca asegurada contra el perno de lado derecho. El volante completa su giro, invierte la direccin y vuelve con un movimiento en el sentido de las manecillas del reloj. Ahora la joya choca contra el lado izquierdo de la ranura y mueve a esta en el sentido contrario al de las manecillas del reloj. Esta accin libera el diente B, el cual da un impulso a la palanca por medio de la piedra derecha. Despus de una pequea rotacin de la rueda de escape, vuelve al reposo cuando el cliente A choca contra la piedra izquierda.
Otro nombre con el que se conoce al escape de volante es el escape de palanca desprendida debido a que el volante esta libre y sin contacto con la palanca durante la mayor parte de su oscilacin. Debido a esta libertad relativa del volante el escape tiene una exactitud de +-1%
Figura 2.35 Mecanismo de escape [2]
2.7 Mecanismo de eslabones flexibles.
Adems de los mecanismos en los cuales slo intervienen cuerpos rgidos, en algunos casos en lugar de eslabones acopladores o intermedios se usan los eslabones flexibles tales como: bandas, cadenas, cables y cuerdas.
Los mecanismos con eslabones flexibles pueden servir no slo para transmitir movimiento entre ejes paralelos sino tambin entre ejes que se cruzan
Mecanismo de banda y poleas.
Los mecanismos de banda y poleas son eslabones flexibles encargados de transmitir la rotacin entre dos rboles (paralelos o no) por medio de la fuerza de rozamiento generada entre la polea y la correa.
En general, puede decirse que este mecanismo se emplea siempre que se quiera transmitir el movimiento entre dos rboles, en posiciones relativas cuales quiera, cuando la distancia sea excesiva para el empleo econmico de las ruedas dentadas, o cuando aun pudiendo emplear estas, se desee una cierta flexibilidad en la conexin. Tambin puede usarse este mecanismo como variador de velocidad entre dos rboles, tanto en forma continua como intermitente [5].
Clasificacin [5]:
Segn la forma de los eslabones flexibles:
Poleas y bandas planas.
Poleas y bandas trapezoidales.
Poleas y bandas dentadas sincronizadas (Fig. 2.36).
Segn la posicin de los ejes:
Figura 2.36
-Ejes paralelos.
Transmisin abierta.
Transmisin cruzada.
-Ejes no paralelos.
Banda semicruzada.
Con poleas guas.
Variadores de velocidad.
Intermitente: Bloque de poleas (Fig. 2.37).
Continua: Poleas cnicas.
Figura 2.37
Mecanismos de cadena y ruedas dentadas
Los mecanismos de cadena y ruedas dentadas (catarinas), figura 2.38, son aquellos encargados de transmitir un movimiento de rotacin entre dos rboles paralelos (ejes o flechas) por medio del empuje generado entre los dientes de las ruedas y los eslabones de la cadena. El mecanismo consta de dos ruedas dentadas y un eslabn flexible formado por una serie de eslabones rgidos que pueden tener movimiento relativo entre ellos.
Normalmente la transmisin de cadenas se emplea entre ejes paralelos que giran en el mismo sentido, y en los caso en que la distancia entre ejes ocasiona que no sea prctico el uso de engranes.
La transmisin a travs de cadenas da una sincronizacin de los movimientos de los ejes, igual que la transmisin por engranes. Desde luego, nunca podrn estar tan distantes como si la conexin fuera por bandas, pero frente a esta tienen la ventaja de carecer de patinamiento. En la figura 2.39 se muestran los elementos principales de una transmisin de cadena y rueda dentada.
Figura 2.38 Transmisin por cadena de rodillos. [17]
Figura 2.39. Elementos de una transmisin de cadena [ ]
2.8 Levas.
Las levas son unos mecanismos compuestos generalmente por un eslabn impulsor llamado "leva" y otro eslabn de salida llamado "seguidor" entre los que se transmite el movimiento por contacto directo.
Son mecanismos sencillos, poco costosos, tienen pocas piezas mviles y ocupan espacios reducidos. Adems su principal ventaja reside en que se pueden disear de forma que se obtenga casi cualquier movimiento deseado del seguidor.
CLASIFICACIN DE LAS LEVAS
Los mecanismos de leva se pueden clasificar teniendo en cuenta como son la "leva" y el "seguidor".
Teniendo en cuenta la leva, (Figura 2.40):
a) Leva de placa, llamada tambin de disco o radial.
b) Leva de cua.
c) Leva cilndrica o de tambor.
d) Leva lateral o de cara.
Figura 2.40 Tipos de levas: a) de placa, b) de cua, c) de tambor y d) de cara [ ].
Teniendo en cuenta el seguidor, (Figura 2.41).
a) Seguidor de cua.
b) Seguidor de cara plana.
c) Seguidor de rodillo.
d) Seguidor de cara esfrica o zapata curva.
Otra clasificacin de las levas se puede hacer teniendo en cuenta el movimiento del seguidor, pudiendo ser ste rectilneo alternativo (traslacin) u oscilante (rotacin). Teniendo en cuenta la posicin relativa entre el seguidor y la leva, pueden ser de seguidor centrado, cuando el eje del seguidor pasa por el centro de la leva o de seguidor descentrado.
Figura 2.41 Tipos de seguidor: a) de cua, b) de cara plana, c) de rodillo y d) de zapata. [ ]
2.9 Engranes y trenes de engranaje.
Los engranes son elementos de mquinas que transmiten movimiento mediante dientes que engranan de manera sucesiva. Transmiten movimiento de un eje giratorio a otro, o a una cremallera que realiza una traslacin en lnea recta. Se utilizan en aplicaciones en las que una razn de velocidad angular constante (o una razn de par constante) se debe transmitir de un eje a otro.
Los engranes son transmisiones de par de torsin ms fuertes y resistentes; su eficiencia de transmisin de potencia puede ser tan alta como del 98%. Por otro lado, usualmente los engranes son ms costosos que otras transmisiones de par torsin, tales como los de transmisin por cadena y por banda. Los engranes estn altamente normalizados respecto a la forma de los dientes y a su tamao. La American Gear Manufacturers Association (AGMA), ISO, DIM y NOM publica normas para el diseo, manufactura y ensamblado de engranes.
TIPOS DE ENGRANES
Rectos
Helicoidales
De espina de pescado o doble helicoidal
Engrane de gusano o tornillo sin fin
Cnicos de dientes rectos
Cnicos de dientes en espirales
Engranes no circulares
TRENES DE ENGRANES
Cuando se tiene un conjunto de dos o mas piezas dentadas acopladas se les llama engranajes (tren de engranes). La transmisin de potencia por medio de engranajes, cumple entre otras, las siguientes funciones.
1.-Conexin entre ejes paralelos.
2.-Transferencia de potencia de un eje a otro.
3.-Cambio de la velocidad de rotacin.
4.-Cambio del momento de torsin.
5.-Cambio del sentido de giro.
6.-Sincronizacin de los movimientos de los ejes.
Clasificacin de engranajes
Tren de engranes ordinarios
Clasificacin
de engranajes Tren de engranes planetarios (o epiccloidales)
Tren de engranes compuestos
En un tren de engranes ordinarios los engranes giran con referencia a ejes fijos. La bancada soporta los engranes y forma el eslabn fijo en el mecanismo, figura 2.42a [1].
En un tren de engranes planetarios los ejes de algunos engranes se encuentran en movimiento y uno de los engranes generalmente se convierte en engrane fijo, figura 2.42b [1]
En un tren de engranes compuesto esta conformado por engranajes ordinarios y planetarios, figura 2.43.
Figura 2.42 Tipos de trenes de engranes: (a) ordinarios, (b) planetarios.
Figura 2.43 Tren de engranes compuesto
Los engranajes se dividen en grupos y se designan por la posicin que tienen los dientes respecto al eje de rotacin del engranaje. Entre los ms comunes se tienen los siguientes los cuales se muestran en la figura 2.44.
1. Engranajes rectos
2. Engranajes helicoidales
3. Engranajes cnicos
4. Engranajes de tornillo sinfn y corona
5. Engranaje de pin y cremallera
Figura 2.44 Grupos de engranajes
Mecanismos de friccin.
En la serie de mecanismos usados en la tecnologa actual se usa la fuerza de friccin, en calidad de la fuerza para poner en movimiento a los eslabones, o bien para frenar su movimiento. Los mecanismos en los cuales se usa la fuerza de friccin, llevan el nombre de mecanismos de friccin. Los mecanismos de friccin se usan mucho para una variacin suave de velocidad de las velocidades angulares. Los mecanismos de friccin con transmisin sin pasos se llaman tambin variadores de velocidad. En la figura 2.45 y 2.46 se muestran algunos mecanismos de friccin [25].
Figura 2.45. Mecanismos de friccin de ruedas cilndrica y cnica
2
3
0
2
3
Figura 2.45-A. Mecanismo de friccin de ruedas cnicas internas
Figura 2.46. Mecanismos de friccin para transmisin sin pasos
Mecanismo de seis barras
Cuando el mecanismo de 4 barras no es capaz de proporcionar las caractersticas de funcionamiento requeridas, se suele considerar como opcin los mecanismos de 6 barras. Estos mecanismos, al poseer ms barras interconectadas, proporcionan posibilidades de movimiento ms complejas que pueden ser aplicables a problemas en los que el mecanismo de 4 barras no es aplicable. As, los mecanismos de 6 barras clsicos deben considerarse como una extensin del mecanismo de 4 barras.
Existen dos tipos clsicos de mecanismos de 6 barras: los mecanismos de Watt y los mecanismos de Stephenson.
James Watt (1736-1819) propuso dos mecanismos de 6 barras, conocidos como tipos I y II. Estos mecanismos se caracterizan por que los dos eslabones ternarios (eslabones con 3 articulaciones) estn conectados uno al otro (es decir, poseen una articulacin en comn), figura 2.47.
Las cadenas cinemticas de Stephenson se caracterizan por que los dos eslabones ternarios (eslabones con 3 articulaciones) no estn conectados directamente uno al otro (es decir, no poseen una articulacin en comn). Existen tres tipos distintos del eslabonamiento de Stephenson, figura 2.48.
Los mecanismos de seis barras son tiles en el diseo de dispositivos biomecnicos. Por ejemplo, el diseo de una prtesis externa para una pierna amputada por encima de la rodilla, es deseable duplicar el movimiento del centro de rotacin relativo entre el fmur y los huesos de la pierna (tibia y el peron) para mantener la estabilidad al caminar. Las figuras 2.49 y 2.50, muestran un generador de movimiento de seis barra Stephenson I, diseado con este fin [1].
Figura 2.47 Eslabonamientos de Watt I y II de seis barras [1]
Figura 2.48 Eslabonamientos de Stephenson I,,II y III de seis barras [1]
Figura 2.49 Mecanismo protsico de rodilla con eslabonamiento de seis barras: Posicin extendida (Biomechanics Laboratory. University of California, Berkeley) []
Figura 2.50 Mecanismo protsico de rodilla con eslabonamiento de seis barras: Posicin flexionada (Biomechanics Laboratory. University of California, Berkeley) [1]
Mecanismo de palanca
Este mecanismo tiene muchas aplicaciones en que es necesario vencer una gran resistencia con una fuerza motriz muy pequea. La figura 2.51 muestra el mecanismo; los eslabones 4 y 5 son de la misma longitud. Al disminuir el ngulo a y conforme los eslabones 4 y 5 se hacen mas colineales, la fuerza F necesaria para vencer una resistencia dada P disminuye en la forma mostrada por la siguiente relacin [2]:
Se ve que para una F dada conforme a se aproxima a cero, P se aproxima a infinito. Aplicaciones. Este mecanismo se emplea en una quebradora de piedra para vencer una gran resistencia con una fuerza pequea. Este mecanismo puede ser empleado lo mismo en forma esttica que dinmica, como se puede ver en muchos dispositivos sujetadores de palanca para detener o fijar piezas de trabajo [2].
Figura 2.51 Mecanismo de Palanca
Mecanismo de pantgrafo.
Este mecanismo se emplea como dispositivo de copiado. Cuando se hace que un punto siga una determinada trayectoria, otro punto del mecanismo traza una trayectoria idntica amplificada o reducida. La figura 2.52 muestra una ilustracin de este mecanismo. Los eslabones 2, 3, 4 y 5 forman un paralelogramo y el punto P est en una extensin del eslabn 4. El punto T est en el eslabn 5 en la interseccin de una lnea trazada desde 0 hasta P. Cuando el punto P dibuja una trayectoria, el punto T traza una trayectoria semejante a escala reducida [2].
Este mecanismo tiene muchas aplicaciones en los dispositivos de copiado, en especial en las mquinas de grabado y de trazo de perfiles o contornos. Uno de los usos de las contorneadoras es la fabricacin de dados o moldes. El punto P hace la funcin de un dado y traza el contorno de una plantilla en tanto que una fresa giratoria se coloca en Q para que maquine el dado a una escala ms pequea.
De la figura 2.52, ACT y DPT son tringulos semejantes; adems los tres lados de los tringulos siempre son paralelos. Se tiene la siguiente relacin.
Figura 2.52. Pantgrafo.
En la figura 2.53 se muestran algunas configuraciones del pantgrafo. De las configuraciones mostradas, el punto P dibuja una trayectoria y el punto T traza una trayectoria semejante. Se debe cumplir las siguientes razones:
Figura 2.53 Configuraciones del pantgrafo.
Tornillos de potencia
En la mayora de los casos los tornillos se usan como sujetadores, sin embargo, en muchos tipos de mquinas son incorporados para transmitir potencia o movimiento desde una parte de una mquina a otra. Un tornillo de rosca cuadrada es usado comnmente para este ltimo fin, sobre todo cuando son aplicadas grandes fuerzas a lo largo de su eje. El anlisis de otros tipos de tornillos, como el de rosca en V, se basa en los mismos principios.
Los tornillos de potencia y de bolas se disean para convertir movimiento rotatorio en movimiento lineal, y para ejercer la fuerza necesaria para mover un elemento de mquina a lo largo de una trayectoria deseada. Los tornillos de potencia trabajan con el principio clsico del tornillo con rosca y su tuerca correspondiente (figura 2.54). Si el tornillo se soporta con cojinetes y gira, mientras que la tuerca se mantiene sin girar, la tuerca se trasladar a lo largo del tornillo, por ejemplo el portaherramientas de un torno, la rosca impulsar al portaherramientas a lo largo de la bancada de la mquina para hacer un corte. Por el contrario, si la tuerca se soporta mientras gira, se puede hacer que el tornillo se traslade, por ejemplo el gato de tornillo.
Figura 2.54 Mecanismo de tornillo de potencia, tornillo con rosca (1) y su tuerca (2)
Tornillo de Arqumedes
Untornillo de Arqumedeses unamquinagravimtrica helicoidal utilizada para elevacin de agua, harina, cereales o material excavado. Fue inventado en el siglo IIIa.C. porArqumedes, del que recibe su nombre, aunque existen hiptesis de que ya era utilizado en elAntiguo Egipto. Se basa en un tornillo que se hace girar dentro de un cilindro hueco, situado sobre un plano inclinado, y que permite elevar el cuerpo o fluido situado por debajo del eje de giro. Desde su invencin hasta ahora se ha utilizado para el bombeo. Tambin es llamadotornillo sin finpor su circuito en infinito.
Transmisin
Se define como transmisin al mecanismo o sistema mecnico empleado para llevar el movimiento desde el eje del motor o fuente de potencia de una mquina hasta el eje de la carga resistente de salida, . Adems de esta funcin de trasmitir el movimiento, la transmisin debe transformar la potencia mecnica suministrada por el motor adaptndola a las necesidades de la salida (aplicacines). En la figura 2.55 se muestra en forma de bloques una transmisin mecnica [30].
Figura 2.55 Transmisin mecnica con acoplamientos [30]
Algunos de los sistemas ms habituales empleados en lastransmisiones son:
Transmisin por engranaje
Transmisin por banda
Transmisin por cadena
Transmisin por rueda de friccin
Transmisin por tornillo de potencia y husillo de bolas
Transmisin por cable
Mecanismos generadores de crculos
La figura 2.55-1a muestra un mecanismo de Chebyschev de cuatro barras trazador de crculos aproximados. Cuando la manivela gira en el sentido contrario al de las manecillas del reloj, el punto P traza un crculo del mismo dimetro en el sentido de las manecillas del reloj. La figura 2.55-1b muestra un mecanismo de Delone, de seis barras, trazador de crculos exactos que contiene un pantgrafo (B-C-D-O4). Lo cual causa que el punto P copie el movimiento del punto A y produce una rplica de 1:1exacta del movimiento circular de A en torno a O4, pero en la direccin opuesta.
Figura 2.55-1. Mecanismos generadores de crculos
CLASIFICACIN DE LOS MECANISMOS Y BLOQUES CONSTITUTIVOS BSICOS
Los mecanismos pueden clasificarse en tres categoras dependiendo de las tareas que realizan: generacin de movimiento, generacin de funcin, y generacin de trayectoria.
1.- Conduccin de cuerpo rgido (generacin de movimiento}. Aqu la tarea implica conducir un cuerpo rgido a travs de un conjunto de posiciones y orientaciones deseadas. El mecanismo del tren de aterrizaje de un avin y el mecanismo de la cubierta de un automvil convertible son ejemplos de cuerpos rgidos cuyos movimientos son conducidos por el mecanismo que convierte una entrada de movimiento rotatorio simple en movimientos deseados de salida.
2.- Movimiento coordinado entre la entrada y la salida, donde tanto la entrada como la salida se mueven (rotacin o traslacin) con respecto a un eje fijo (generacin de funcin). Un ejemplo simple es el mecanismo de un aspersor para csped que transforma el movimiento rotatorio de la manivela (impulsada por la presin del agua) en un movimiento oscilante del tubo del aspersor, Otros ejemplos son, el mecanismo de una bomba de petrleo y el mecanismo de freno de una silla de ruedas. Los mecanismos de este tipo son tambin tiles para el control de salidas mltiples con una sola entrada. En los sistemas de control del aire acondicionado de automviles, las salidas mltiples puertas para dirigir el aire a las ventilas, descongelador, piso, etc.) Son controladas por un solo actuador.
3.- Conversin de un movimiento de entrada de rotacin simple en la generacin de una trayectoria deseada (generacin de trayectoria). Las aplicaciones incluyen soldadura, aplicacin de selladores y corte de telas, donde la herramienta (aparato soldador, aplicador del sellador o aparato de corte) est directamente unida al eslabn de salida del mecanismo.
Bloques constitutivos bsicos de mecanismos
Muchos mecanismos aparentemente complicados son en realidad generados a partir de bloques constitutivos bsicos. Un mtodo para crear mecanismos nuevos es identificar y entender el propsito especfico de cada uno de esos bloques constitutivos.
La mayor parte de las fuentes de potencia actuales son del tipo de movimiento rotatorio puro, como en un motor elctrico o una manivela manual, o bien del tipo de traslacin pura, como en un cilindro neumtico o hidrulico, clasificaremos los mecanismos de acuerdo con el tipo de movimiento de la entrada y la salida como R(rotacin), T(traslacin) o H(helicoidal; R y T coordinados). Las combinaciones de esos tres tipos diferentes de movimientos proporcionan la base para los bloques constitutivos funcionales, como se muestra en la figura 2.56. Los bloques constitutivos funcionales representan lo que se logra o lo que necesita lograrse, dependiendo del contexto; sin ninguna referencia a cmo exactamente se lleva a cabo el movimiento. Por ejemplo, un bloque constitutivo R T puede corresponder a cualquiera de las representaciones fsicas de la figura 2.59 que transforman un movimiento rotatorio en uno de traslacin o viceversa, como en los casos de los mecanismos de tornillo, de corredera y manivela o de pin y cremallera. Correspondiente a cada bloque constitutivo funcional (por ejemplo. R T), se han identificado un conjunto genrico de uno o ms bloques constitutivos fsicos. Con base en un anlisis sistemtico de cientos de mecanismos ingeniosos de la literatura tcnica se han compilado un conjunto de 43 bloques constitutivos fsicos.
Mecatrnica II
Dinmica de Mecanismos
Anlisis y Sntesis de Mecanismos
20
Figura 2.56
Figura 2.56 continuacin
Figura 2.56 continuacin
La figura 2.57 ilustra una mquina de coser compleja construida a partir de un pequeo nmero de elementos constructivos. Los cuatro bloques constitutivos mecnicos bsicos mostrados en la figura 2.60 se encuentran en la mquina de coser. stos transfieren la energa (y rotacin) proporcionada por el motor a un movimiento complejo para resolver la tarea. El conocimiento de los bloques constitutivos mostrados en figura 2.57 puede ayudar al diseador a crear nuevas configuraciones de mecanismos (tipo sntesis) para satisfacer un comportamiento deseado o funcin de salida (tarea o aplicacin).
Figura 2.57 Mquina de coser con cuatro bloques constitutivos mecnicos bsicos
A
B
C
D
1
2
3
4
B
A
C
1
1
2
3
4
A
B
C
D
1
2
3
4
A
C
B
C
D
1
2
3
4
B
B
C
(a)
(c)
(b)
(d)
a) Mecanismo de cuatro barras de Chebyschev
trazador de crculos aproximados
b) Mecanismo de seis barras de Delone
trazador de crculos exactos
a) Mecanismo de cuatro barras de Chebyschev
trazador de crculos aproximados
b) Mecanismo de seis barras de Delone
trazador de crculos exactos
A
B
C
D
L
AB
= L
AD
L
BC
= L
CD
Deslizador-manivela
Leva y seguidor
Poleas y banda
Manivela-oscilador
Motor
Aguja
Lanzadera
rotatoria
Carrete
Banco
alimentador
Leva
Leva
A
B
C
D
1
2
3
4
B
C
1
A
B
C
1
1
2
3
4
(a)
R
L
A
Rsen = Lsen
(b)
x
A
Excntrico
3
1
2
4
A
E
B
C
A
C
D
B
2
4
3
2
B
Rodillo
A
3
4
1
1
AC
AB
AC
AB
=
B
2
4
3
A
C
A
E
D
B
2
4
3
C
5
4
3
2
A
1
1
E
C
D
B
A
6
2
6
5
4
3
F
E
D
C
B
1
1
A
5
4
4
3
2
A
1
1
E
C
D
B
A
6
A
B
C
x
2
3
e
x
4
1
x
1
a) Eslabonamiento de lnea
recta de Watt
c) Eslabonamiento de lnea
recta de Robert
d) Eslabonamiento de lnea
recta de Hoekens
b) Eslabonamiento de lnea
recta de Chebyshev
e) Eslabonamiento de lnea recta
exacta de Peaucellier
P
P
P
P
P
L
1
= 4
L
2
= 2
L
3
= 1
L
4
= 2
AP = 0.5
L
1
= 2
L
2
= 2.5
L
3
= 1
L
4
= 2.5
AP = 0.5
L
1
= 2
L
2
= 1
L
3
= 1
L
4
= 1
AP = BP = 1
L
1
= L
2
L
3
= L
4
L
5
= L
6
= L
7
= L
8
L
1
= 2
L
2
= 1
L
3
= 2.5
L
4
= 2.5
AP = 5
a) Mecanismo de lnea recta aproximada de Evans 1
c) Mecanismo de lnea recta aproximada de Evans 3
b) Mecanismo de lnea recta aproximada de Evans 2
Mecanismo de lnea recta exacta de H art
1
salida
3
2
entrada
Entrada
1
2
3
Salida
Admisin
Combustin
Compresin
Escape
1
1
2
3
A
3
4
6
7
7
2
5
A
Junta tripot: 2. Eje de interconexin, 3. alojamiento cilndrico,
4. eje de transmisin, 5. cruceta de articulacin, 6. rodillo de
articulacin y 7. barrenos axiales (reten de rotula y rodillo )
Funda fuelle de la
articulacin tipo Tripot
Funda fuelle de la
articulacin tipo Rzeppa
Eje de interconexin
Eje de transmisin
Junta Tripot interior
Junta Rzeppa exterior
2
3
A
B
y
4
P
2
B
P
3
R
1
R
4
P
r
3
r
2
Manivela
3
2
3
2
Curz de Malta
c
A
B
Rueda de Ginebra
o cruz de Malta
3
2
P
Manivela
2
3
v
sal
2
Manivela
Corredera
ent.
2
A
B
3
Hilera floja
Catarina
conducida
Hilera de trabajo (lado tenso)
Paso
Catarina
motriz
a) Rueda dentada b) Cadena de rodillos estndar
(Gall), una hilera
c) Componentes de la cadena
3
(a)
A B
2 3
1 1
4
(b)
2
A B
2
1
4
2
1
8
7
5
6
1
3
4
A
9
C
Brazo
B
1. Los engranes rectos se utilizan
para transmitir movimiento de
rotacin entre ejes paralelos.
2. Los engranes helicoidales se emplean
para transmitir movimiento entre ejes
paralelos o no paralelos (ejes cruzados).
3. Los engranes cnicos rectos se
usan para transmitir movimiento
entre ejes que se intersectan y los
cnicos en espiral para ejes que no se
intersectan
4. El engranaje de tornillo sin fin se
utiliza para transmitir movimiento
entre ejes no paralelos (cruzados) que
no se intersectan.
5. El engranaje de pin y cremallera se
utiliza para producir un movimiento lineal
de la cremallera a partir del movimiento
giratorio del pin motriz o viceversa.
A
P
B
2
1
3
A
P
B
2
1
3
Mecanismo de friccin con ruedas c ilndricas
Mecanismo de friccin con ruedas cnicas
A
B
2
3
0
P
3
2
Mecanismo de friccin con rueda
cilndrica interna
2
3
0
2
3
Mecanismo de friccin frontal
para transmisin sin pasos
1
2
3
x
x
1
2
4
3
5
Mecanismo de friccin para transmisin sin
pasos con desplazamiento de tornillo y tuerca
a) Eslabonamiento Watt. I de 6 barras
b) Eslabonamiento Watt. II de 6 barras
2
5
6
1
1
5
6
4
1
3
4
3
2
1
1
2
5
6
1
1
5
6
4
1
3
4
3
1
1
c) Eslabonamiento Stephenson III de 6 barras
2
a) Eslabonamiento Stephenson I de 6 barras
b) Eslabonamiento Stephenson II de 6 barras
1
1
2
6
4
3
5
1
P
F
6
2
1
5
3
4
D
E
C
B
A
a
tan
2
=
P
F
P
A
B
D
1
T
C
2
3
4
4
5
AT
AP
P
=
T
en
figura
la
de
Tamao
en
figura
la
de
Tamao
PM
PN
M
NT
=
0
MN
PM
T
P
=
0
0
0
N
P
M
T
R
0
N
P
M
T
R
S
T
0
N
P
M
R
S
0
N
P
M
T
R
S