1MQUINAS Y MECANISMOS.1. INTRODUCCIN.El ser humano necesita realizar trabajos que sobrepasan sus posibilidades: mover rocas muy pesadas, elevar coches para repararlos, transportar objetos o personas a grandes distancias, hacer trabajos repetitivos o de gran precisin, etc._ Para solucionar este problema se inventaron las MQUINAS.La funcin de las mquinas es reducir el esfuerzo necesario para realizar un trabajo.Ejemplos de mquinas son la gra, la excavadora, la bicicleta, el cuchillo, las pinzas de depilar, los montacargas, las tejedoras, los robots, etc.PARTES DE UNA MQUINA:(http://www.educa.madrid.org/web/ies.atenea.sansebastian/departamentos/tecnologia/contenido/1_eso/maquinas_y_mecanismos.pdf)De forma sencilla, se puede decir que una mquina est formada por 3 elementos principales:1. Elemento motriz: dispositivo que introduce la fuerza o el movimiento en la mquina (un motor, esfuerzo muscular, etc.).2. Mecanismo: dispositivo que traslada el movimiento del elemento motriz al elemento receptor.3. Elemento receptor: recibe el movimiento o la fuerza para realizar la funcin de la mquina (un ejemplo de elementos receptores son las ruedas).

Fuente: http://nosinmibici.files.wordpress.com/2010/05/transmision_bici.jpg

MECANISMOS.(http://www.educa.madrid.org/web/ies.atenea.sansebastian/departamentos/tecnologia/contenido/1_eso/maquinas_y_mecanismos.pdf)Para poder utilizar adecuadamente la energa proporcionada por el motor, las mquinas estn formadas internamente por un conjunto de dispositivos llamados MECANISMOS.

TIPOS DE MECANISMOS.Dependiendo de la funcin que el mecanismo realiza en la mquina, podemos distinguir dos categoras:1. Mecanismos de transmisin del movimiento.2. Mecanismos de transformacin del movimiento.MECANISMOS DE TRANSMISIN DE MOVIMIENTO.(http://www.educa.madrid.org/web/ies.atenea.sansebastian/departamentos/tecnologia/contenido/1_eso/maquinas_y_mecanismos.pdf)Los mecanismos de transmisin del movimiento nicamente transmiten el movimiento a otro punto, sin transformarlo. Por tanto, si el movimiento es lineal a la entrada, seguir siendo lineal a la salida; si el movimiento es circular a la entrada, seguir siendo circular a la salida.Existen dos tipos de mecanismos de transmisin de movimiento:1. Mecanismos de transmisin lineal (mquinas simples).2. Mecanismos de transmisin circular. Mecanismo de transmisin circularEl movimiento circular es el ms habitual en las mquinas. En general, este movimiento es proporcionado a la mquina por el motor.Pero, quin se encarga de transmitir este movimiento circular de unas partes a otras de las mquinas? _ Los mecanismos de transmisin circular. Los mecanismos de transmisin circular reciben el movimiento circular del eje del motor (eje motor) y lo transmiten circular al eje del elemento receptor (eje conducido).1. Engranajes.2. Transmisin por cadena.3. Tornillo sinfn corona.

TORNILLO SINFN-CORONA(http://www.educa.madrid.org/web/ies.atenea.sansebastian/departamentos/tecnologia/contenido/1_eso/maquinas_y_mecanismos.pdf)Se trata de un tornillo conectado al eje motriz que se engrana a una rueda dentada (corona) conectada al eje conducido. El movimiento circular se transmite del tornillo a la corona por empuje.

Fuente: http://www.aulatecnologia.com/ESO/SEGUNDO/teoria/mecanismos/jpg/mec_sinfin-pinon02.gifFuente: http://www.aulatecnologia.com/ESO/SEGUNDO/teoria/mecanismos/jpg/mec_sinfin-pinon02.gif

En el mecanismo sinfn - corona cuando el sinfn da una vuelta, la corona slo avanza un diente, de manera que el pin debe dar tantas vueltas como dientes tenga la corona para que sta gire una vuelta completa. Por tanto, en este mecanismo, la relacin de transmisin coincide con el nmero de dientes de la corona (Z2), ya que la relacin de transmisin es equivalente al nmero de vueltas que da el elemento de entrada por cada vuelta que da el elemento de salida. (http://pcastela.es/documentos/mecanismos/Mecanismos.pdf)

Por tanto, la ecuacin de movimiento de este mecanismo ser:

Ejemplo: Un mecanismo de sinfn-corona tiene una corona de 45 dientes, a) Cul es su relacin de transmisin?; b) a qu velocidad gira la corona cuando el sinfn se acopla a un motor que gira a 6.000 rpm?a) Rt=Z2=45

b)

Caractersticas:(http://pcastela.es/documentos/mecanismos/Mecanismos.pdf) Sirve para transmitir el movimiento entre ejes cercanos que se cruzan. Es un mecanismo menos ruidoso que un engranaje convencional. La distancia entre ejes tiene que ser precisa para que el acoplamiento del sinfn con la corona sea correcto. Se evita la posibilidad de patinamiento. Es un mecanismo irreversible, es decir, que slo puede funcionar en un sentido y este es aquel en el que el sinfn es elemento motriz. Pueden conseguirse grandes relaciones de transmisin.

Fuente:https://encrypted-tbn1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSjcK9Km7UnXkqmR8M6FfeKAyvc7JEZruVur1OnUd3qwJWTpMCuzA

CALCULO DEL TORNILLO SIN FIN Y LA CORONA(http://inmedisa.com.pe/wp-content/uploads/2013/03/Sin-Fin-y-Corona-Formulas-Procedimientos-y-Ejemplos.pdf)Nomenclatura que se utiliza en el dimensionamiento: Tornillo n = nmero de entradas Pa = paso aparente m = mdulo Ph = paso de la hlice tornillo dp = dimetro primitivo Lr = longitud de roscado de = dimetro exterior h k = Altura de la cabeza del diente di = dimetro interior h f = Altura del pe del diente h = altura de filete m.s = espacio entre dientes Pt = Paso e = espesor del diente = ngulo de inclinacin del filete Corona z = nmero de dientes hk = Altura de la cabeza del dientem = mdulo real ma = Mdulo aparente hf = Altura del pe del dienteDo = Dimetro primitivo s = espacio entre dientesDe = Dimetro exterior e = espesor del dienteDi = Dimetro interior Br = Ancho de la ruedah = Altura del diente = Angulo de abrazado al tornilloP = Paso C = Distancia entre centros entre rueda y tornillo= ngulo de inclinacin del diente.Pa = Paso aparentePh = paso de la hlice de la rueda

Formulas que se utilizan en el dimensionamiento

Ejemplo de clculo de un tornillo sinfn y corona Calculo tornillo

Calculo corona

RELACIONES ENTRE LAS DIMENSIONES DE LA CORONA Y DEL TORNILLO SIN FIN(http://industriales.utu.edu.uy/archivos/mecanica-general/MATERIAL%20BIBLIOGRAFICO%20TECNICO%20PARA%20APOYO%20DOCENTE/Material%20Didactico/Engranajes_3.pdf) mn1=mn2 pn1=pn2 h1=h2 pt2=px1 Angulo de hlice (): las hlices del tornillo y de la corona debern ser del mismo sentido, y la suma de los respectivos ngulos de hlice ser igual al ngulo entre ejes . 1+ 2=Como en este caso =90, se verifica: 1+ 2=90 Relacin de transmisin (i): relacin entre las velocidades angulares de la rueda conductora (tornillo) n1 y la rueda conducida (corona) n2. i=n1/n2=z2/z1=d2 cos2 /d1 cos 1 Distancia entre centros (a): los cilindros primitivos han de ser tangentes, en consecuencia, la distancia entre los centros de las ruedas ser igual a la semisuma de los respectivos dimetros primitivos. a= (d1+d2)/2

Fuente: http://www.subeimagenes.com/thumb/fig-151-worm-gear-174221.jpg

PASOS METODOLGICOS PARA CONSTRUIR EL TORNILLO SINFN(http://inmedisa.com.pe/wp-content/uploads/2013/03/Sin-Fin-y-Corona-Formulas-Procedimientos-y-Ejemplos.pdf)Para la elaboracin de los artculos mecnicos como ser tornillo sin fin y la corona, se siguen los siguientes pasos metodolgicos:

1.- Se procede a realizar el dimensionamiento del tornillo sin fin de acuerdo a los clculos realizados, establecindose de esta manera el dimetro exterior, el paso, el ngulo y la longitud de roscado del tornillo.

2.- Despus de seleccionar el material adecuado para el tornillo, se procede a realizar las siguientes operaciones fundamentales necesarias para elaborar el artculo: refrentado, ejecucin de agujeros de centros, cilindrado, roscado, tomando en cuenta los datos del clculo del tornillo.

3.- Durante la elaboracin del artculo, se debe tomar en cuenta aspectos de seguridad industrial y produccin ms limpia.PASOS METODOLGICOS PARA CONSTRUIR LA CORONA

1.- Se procede a realizar el dimensionamiento de la corona, de acuerdo a los clculos realizados, establecindose de esta manera el dimetro exterior, el ngulo, el dimetro exterior, dimetro de torneado, radio de torneado, ngulo de abrazamiento al tornillo y ancho de la corona, datos necesarios para el torneado de la pieza en el torno.

2.- Se procede a elaborar el eje roscado (mandril de fuerza), sobre la cual se ha de realizar el montaje de la masa sobre la que se fresar los dientes, siguiendo las operaciones fundamentales en el torno (refrentado; elaboracin de agujeros de centro; cilindrado; ranurado y roscado) de acuerdo a lo que se establece en el plano correspondiente.

3.- Se procede a mecanizar las diferentes superficies de la masa sobre la cual se fresara la cantidad de dientes previamente calculadas, siguiendo las operaciones fundamentales de torneado necesarias (refrentado; cilindrado; elaboracin de agujero; torneado entre puntas, torneado cnico), respetando los diferentes datos obtenidos del dimensionamiento de la corona.4.- Una vez preparada la masa destinada a la corona, se procede a efectuar el montaje de la pieza entre puntas en la mquina fresadora dispuesta horizontalmente, utilizando para ello el cabezal divisor; contrapunto mvil y la brida de arrastre.

5.- Se procede a efectuar el montaje y centrado de la fresa en el rbol porta fresa. Fresa que es elegida en funcin del nmero de dientes ficticios calculados y mdulo elegido.

6.- Se efecta la divisin en el cabezal divisor, la cual debe corresponder al nmero de dientes a fresar, pudiendo ser, la divisin directa; indirecta; o diferencial.

7.- Desplazar la mesa de manera horizontal en un valor equivalente al ngulo obtenido para el tornillo sin fin. 8.- Se procede a seleccionar la velocidad de rotacin que se utilizar para el mecanizado correspondiente, la cual est en funcin de la herramienta a utilizar y del material a fresar.

9.- Se procede al corte del diente a fresar desplazando la mnsula sobre la cual se halla montado la mesa de la fresadora, de manera vertical utilizando el tornillo telescpico,(se debe tener en cuenta que el fresado de los dientes en este caso, se la realiza diente por diente hasta alcanzar la altura total del diente desplazando verticalmente la mesa).

10.- Una vez concluido el fresado de todos los dientes, el engranaje se lo lleva al torno para proceder con la eliminacin de las rebarbas, producto del corte en la fresadora, utilizando para tal efecto la cuchilla o un lima adecuada.

11.- En cada uno de los pasos que se desarrollan debe tonarse en cuenta los diferentes aspectos de seguridad industrial y de produccin ms limpia

Fuente: http://rmunoz.files.wordpress.com/2008/06/tornillo-sin-fin-corona.png

Aplicaciones (http://www.educa.madrid.org/web/ies.atenea.sansebastian/departamentos/tecnologia/contenido/1_eso/maquinas_y_mecanismos.pdf)Este mecanismo de tornillo sinfn-corona es utilizado principalmente en sistemas que requieran una gran reduccin de velocidad, entre estos sistemas tenemos: Limpiaparabrisas de los coches

Fuente: http://i1.ytimg.com/vi/ZIfMXxENeZY/hqdefault.jpg Clavijas de guitarras

Fuente: http://www.tecneweb.com.ar/Apuntes/imagenes/mec_sinfin-pinon01.gif Reductoras para motores elctricos

Fuente: http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material107/mecanismos/imagenes/mec_sinfin-pinon03.gif