Polea correas y engranajes.docx

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Introducción Un mecanismo es un dispositivo que transforma el movimiento producido por un elemento motriz (fuerza de entrada) en un movimiento deseado de salida (fuerza de salida) llamado elemento conducido. Elemento motriz Elemento conducido Estos elementos mecánicos suelen ir montados sobre los ejes de transmisión, que son piezas cilíndricas sobre las cuales se colocan los mecanismos. Existen dos grupos de mecanismos: 1. Mecanismos de transmisión del movimiento. 2. Mecanismos de transformación del movimiento. En estos mecanismos podemos distinguir tres tipos de movimiento. 1. Movimiento circular o rotatorio, como el que tiene una rueda. 2. Movimiento lineal, es decir, en línea recta y de forma continua. 3. Movimiento alternativo: Es un movimiento de ida y vuelta, de vaivén. Como el de un péndulo. Los mecanismos de transmisión son aquellos en los que el elemento motriz (o de entrada) y el elemento conducido (o de salida) tienen el mismo tipo de movimiento.

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IntroduccinUn mecanismo es un dispositivo que transforma el movimiento producido por un elemento motriz (fuerza de entrada) en un movimiento deseado de salida (fuerza de salida) llamado elemento conducido.

Elemento motriz Elemento conducidoEstos elementos mecnicos suelen ir montados sobre los ejes de transmisin, que son piezas cilndricas sobre las cuales se colocan los mecanismos.Existen dos grupos de mecanismos:1. Mecanismos de transmisin del movimiento.2. Mecanismos de transformacin del movimiento.En estos mecanismos podemos distinguir tres tipos de movimiento.1. Movimiento circular o rotatorio, como el que tiene una rueda.2. Movimiento lineal, es decir, en lnea recta y de forma continua.3. Movimiento alternativo: Es un movimiento de ida y vuelta, de vaivn. Como el de un pndulo.Los mecanismos de transmisin son aquellos en los que el elemento motriz (o de entrada) y el elemento conducido (o de salida) tienen el mismo tipo de movimiento.Los mecanismos de transformacin son aquellos en los que el elemento motriz y el conducido tienen distinto tipo de movimiento.

PoleaSon una mquina simple que sirve para transmitir una fuerza. Se trata de una rueda, generalmente maciza y acanalada en su borde, que con el curso de una cuerda o cable que se hace pasar por el canal ("garganta"), se usa como elemento de transmisin para cambiar la direccin del movimiento en mquinas y mecanismos. Adems, formando conjuntos-aparejos o polipastos sirve para reducir la magnitud de la fuerza necesaria para mover un peso.Partes de la poleaEst compuesta por tres partes: Lallanta: Es la zona exterior de la polea y su constitucin es esencial, ya que se adaptar a la forma de la correa que alberga. El cuerpo: Las poleas estarn formadas por una pieza maciza cuando sean de pequeo tamao. Cuando sus dimensiones aumentan, irn provistas de nervios y/o brazos que generen la polea, uniendo el cubo con la llanta. El cubo: Es el agujero cnico y cilndrico que sirve para acoplar al eje. En la actualidad se emplean mucho los acoplamientos cnicos en las poleas, ya que resulta muy cmodo su montaje y los resultados de funcionamiento son excelentes.Tipos de poleas Poleas simples: esta clase de poleas se utiliza para levantar una determinada carga. Cuenta con una nica rueda, a travs de la cual se pasa la soga. Las poleas simples direccionan de la manera ms cmoda posible el peso de la carga.Existen dos tipos de poleas simples: POLEAS FIJAS: consiste en un sistema donde la polea se encuentra sujeta a la viga. De esta manera, su propsito consiste en direccionar de forma distinta la fuerza ejercida, permitiendo la adopcin de una posicin estratgica para tirar de la cuerda.Las poleas fijas no aportan ninguna ventaja mecnica. Es decir, la fuerza aplicada es igual a la que se tendra que haber empleado para elevar el objeto sin la utilizacin de la polea. POLEAS MVILES: esta clase de poleas son aquellas que estn unidas a la carga y no a la viga, como el caso anterior. Se compone de dos poleas: la primera esta fija al soporte mientras que la segunda se encuentra adherida a la primera a travs de una cuerda.Las poleas mviles permiten multiplicar la fuerza ejercida, debido a que el objeto es tolerado por las dos secciones de la soga. De esta manera, la fuerza aplicada se reduce a la mitad. Y la distancia a la que se debe tirar de la cuerda es del doble. Poleas compuestas:el sistema de poleas compuestas se utiliza con el propsito de alcanzar una amplia ventaja de carcter mecnico, levantando objetos de gran peso con un esfuerzo mnimo. Para su ejecucin se emplean poleas fijas y mviles. Con la primera se cambia la direccin de la fuerza a realizar. Polipasto o aparejo: en este sistema las poleas estn ubicadas en dos conjuntos, en el primero se encuentran las poleas fijas y en el segundo las mviles. El objeto o la carga se acoplan al segundo grupo. Los polipastos cuentan con una gran diversidad de tamaos. Aquellos ms diminutos son ejecutados a mano, mientras que los de mayor tamao cuentan con un motor.Qu es una cadenaUna cadena es un componente confiable de una mquina, que transmite energa por medio de fuerzas extensibles, y se utiliza sobre todo para la transmisin y transporte de energa en los sistemas mecnicos. La funcin y las aplicaciones de la cadena son similares a la de una correa.La cadena de rodillo de acero est formada por una serie de piezas de revolucin que actan como cojinetes, estando situados cada conjunto a una distancia precisa del otro mediante otras piezas planas llamadas placas. El conjunto cojinete est formado por un pasador y un casquillo sobre el que gira el rodillo de la cadena. El pasador y el casquillo son cementados para permitir una articulacin bajo presiones elevadas, y para soportar las presiones generadas por la carga y la accin de engrane impartida a travs de los rodillos de cadenas, generalmente las placas exteriores e interiores se someten a un proceso de templado para obtener una mayor tenacidad.Hay muchas clases de cadena, por ello es conveniente clasificar cada tipo de cadena por el material utilizado en su composicin o por el mtodo de construccin de ellas.Podemos clasificar cadenas en cinco tipos: Cadena de hierro fundido. Cadena de acero de molde. Cadena forjada. Cadena de acero. Cadena plstica.El uso y demanda para los primeros tres tipos de cadena hoy en da ha disminuido, sin embargo, se utilizan solamente en algunas situaciones especiales. Por ejemplo, la cadena del hierro fundido es parte del equipo que se utiliza en el tratamiento del agua; la cadena forjada se utiliza en los transportadores superiores para las fbricas de automviles.Dado el extenso tipo de cadenas nos centraremos en los ltimos dos nombradas anteriormente: la "cadena de acero" especialmente el tipo llamado "cadena del rodillo," que pertenece al grupo de mayor produccin mundial, y la "cadena plstica." La mayor parte, nos referiremos a la "cadena del rodillo" simplemente como "cadena."La cadena del rodillo es una cadena que tiene una placa interior, placa exterior, casquillo, pasador y rodillo.Clasificacin de las cadenas segn sus aplicaciones, que se pueden dividir ampliamente en seis tipos: Cadena de la transmisin de energa. Cadena pequea del transportador de paso largo. Cadena del transportador de precisin. Cadena superior. Cadena de flujo. Cadena grande del transportador de paso largo.El primero se utiliza para la transmisin de energa, los otros cinco se utiliza para el transporte. En la seccin de los usos, describiremos las aplicaciones y las caractersticas de cada tipo de cadena siguiendo la clasificacin antes dicha.Estructura bsica de una cadena de transmisin Pasador: el pasador est conforme a las fuerzas que se ejercen sobre ella y de flexiones transmitidas por la placa. Este a su vez acta junto al casquillo como arco de contacto de los dientes del pin, cuando las flexiones de la cadena se ejercen durante el contacto con el pin. Por lo tanto, las necesidades del pasador deben soportar toda la fuerza de transmisin, resistencia a la flexin, y tambin deben tener suficiente resistencia contra fuerzas de choque. Casquillo:el casquillo es de estructura slida y se rectifican si son curvados, con el resultado que da una base cilndrica perfecta para el rodillo. Esta caracterstica maximiza la duracin del rodillo en condiciones de alta velocidad y da una seguridad ms consistente de la placa interior sobre el casquillo. Rodillo: el rodillo est sometido a la carga de impacto cuando est en contacto con los dientes del pin con la cadena. Despus del contacto, el rodillo cambia su punto del contacto y de balance. Se sostiene entre los dientes del pin y del casquillo, y se mueve en la cara del diente mientras que recibe una carga de compresin.Adems, la superficie interna del rodillo constituye una pieza del cojinete junto con la superficie externa del buje cuando el rodillo rota en el carril. Por lo tanto, debe ser resistente al desgaste y todava tener fuerza contra choque, fatiga, y la compresin.Ventajas de las cadenas No se producen resbalamientos. Se mantiene constante la relacin de velocidades. El rendimiento es elevado: 98%. La carga repartida sobre varios dientes delpinprolonga la vidatilde la cadena. La clsica elstica de la cadena, sumada a lapelculalubricante que se forma entre las partesmviles, amortiguan los golpes por cargas intermitentes.Tipos de cadenas Cadenas de bulones de acero: segn DIN 654. De fundicin maleable, en pasos de 32 a 150 mm para esfuerzos de traccin desde 153 Kg (1500 N) a 1.224 Kg (12.000 N). Se encuentran en mquinas agrcolas e instalaciones de elevacin y transporte. Cadenas articuladas desmontables: segn DIN 686. De fundicin maleable, en pasos desde 22 a 148 mm, para esfuerzos de traccin desde 30,6 Kg. ( 300 N) a 327 Kg. ( 3.200 N). Tambin utilizadas en mquinas agrcolas e instalaciones de elevacin y transporte. Cadenas Galle: segn DIN 8150 y 8151. Sus eslabones estn articulados sobre bulones. La pequea superficie de la articulacin permite solamente velocidades de la cadena hasta 0,5 m/seg y se utiliza en ascensores y en aparatos elevadores. Cadena de rodillos: segn DlN 8187. IRAM 5184 y BS. 228. Cuyas mallas estn remachadas con bulones en uno de los extremos y en otro con casquillos articulados. Estos casquillos llevan, adems unos rodillos templados. Puesto que estas cadenas resultan muy apropiadas para todas las condiciones de trabajo, son las ms utilizadas. Por otra parte, son bastante insensibles a las influencias exteriores. Cadenas de manguitos: segn DIN 73232. Que son en principio, cadenas sin rodillos. Por esta razn, son ms ligeras y estn sometidas a menores efectos de fuerzas centrfugas, pudindose trabajar a mayores velocidades. Se utilizaban hasta hace algunos aos en automviles, se dejaron de usar pues requieren ruedas mecanizadas con precisin y cuidado para mantener el desgaste dentro de lmites aceptables, adems son muy sensibles al polvo y suciedad. Cadenas Rotary: segn DIN 8182. Tiene eslabones acodados y pueden emplearse con un nmero de elementos que se desee. El acodado de los eslabones las hace muy elsticas, de modo que absorben mejor los esfuerzos de choque. Cadenas de dientes o silenciosas: segn DIN 8190. Son eslabones de dobles dientes, los flancos exteriores, portantes, abarcan un ngulo de 60o. Para aumentar la resistencia al desgaste existen casquillos articulados, templados, entre los eslabones y para que no salgan las cadenas lateralmente; de la rueda, estn equipadas, adems, con unos eslabones gua, no dentados (uno central y dos exteriores), que engranan en las ranuras anulares de las ruedas. Las cadenas dentadas son apropiadas para velocidades muy altas y marchan sin ruidos, principal uso cadenas de distribucin de los motores de combustin interna. Son cadenas ms caras que el resto de las cadenas mencionadas. Cuando estn en bao de aceite permite trabajar hasta 30 m/seg. Cadenas especiales: existen cadenas de casquillos, DIN 8164, como cadenas de manguitos, en trabajos especialmente duros al aire libre, cadenas de casquillos para transporte segn DIN 8165 para cintas transportadoras, etc. Los eslabones finales, cuando no es posible desplazar los ejes pueden unirse una vez situada la cadena sobre las ruedas. Las cadenas con eslabones acodados pueden construirse con l nmero de elementos que se desee, mientras que las de eslabones rectos deben tener un nmero determinado de ellos para no encontrarse con dos eslabones interiores o exteriores en la unin. Los eslabones finales se cierran colocando lateralmente uno de ellos provisto de un baln, con otro opuesto sin remache. El elemento final se fija con una arandela elstica, alambre o tornillo.Efecto cordal y nmero mnimo de dientes de las ruedasEn las transmisiones por cadenas, por ser el paso secante a la circunferencia primitiva de las ruedas, existe una variacin de la velocidad tangencial, originada por el denominado efecto cordal o de polgono, que se explica observando la Figura 20, donde se ha tomado, exageradamente una rueda de solo cuatro dientes para resaltar el hecho. Para una rueda de velocidad angular constante, en la posicin (a) la velocidad perifrica pasa por un valor mximo:

Por lo tanto, a medida que disminuye el nmero de dientes de las ruedas, es mayor la variacin entre las velocidades tangenciales mximas y mnimas. Esta mayor diferencia aumenta la magnitud de los saltos dela cadena y del ngulo que esta obligado a girar un eslabn con respecto al otro, aumentando por consiguiente el desgaste, la perdida de potencia y ruido de la transmisin. Deben construirse ruedas con un nmero de dientes elevado, sin caer en velocidades perifricas exageradas. Por otro parte conviene que l nmero de dientes del pin no sea comn denominador del nmero de eslabones de la cadena, para emparejar el desgaste y que, a la inversa de las correas, el ramal flojo sea el inferior para facilitar la salida de la cadena motora, haciendo la marcha ms suave y silenciosa.Velocidad de la cadena: Se define corno velocidad media de la cadena en m/seg, la longitud de cadena que pasa por unidad de tiempo. Teniendo en cuenta que el largo de la circunferencia de la polea es igual a .D1 = t.Z, resulta que la velocidad media es:

Esta velocidad media depende del paso t, expresado en m, del nmero de dientes Z, del nmero de revoluciones, de la potencia a transmitir, la lubricacin, del tipo de carga, temperatura de funcionamiento y de la vida til que se desea en la cadena.Los manuales de los fabricantes de cadena, dan las velocidades de operacin normal y el valor mximo dela misma en funcin del paso de la cadena. Se pude calcular mediante la siguiente formula emprica la velocidad mxima de la cadena:

Correas de transmisinSe conoce comocorrea de transmisina un tipo detransmisin mecnicabasado en la unin de dos o ms ruedas, sujetas a un movimiento de rotacin, por medio de una cinta o correa continua, la cual abraza a las ruedas ejerciendo fuerza de friccin suministrndoles energadesde la rueda motriz.Es importante destacar que lascorreas de trasmisinbasan su funcionamiento fundamentalmente en las fuerzas de friccin, esto las diferencia de otros medios deflexiblesde transmisin mecnica, como lo son lascadenas de transmisiny lascorreas dentadaslas cuales se basan en la interferencia mecnica entre los distintos elementos de la transmisin.Lascorreas de transmisinson generalmente hechas degoma, y se pueden clasificar en dos tipos: planas y trapezoidales.Las transmisiones por correa, en su forma ms sencilla, consta de una cinta colocada con tensin en dos poleas: una motriz y otra movida. Al moverse la cinta (correa) trasmite energa desde la polea motriz a la polea movida por medio del rozamiento que surge entre la correa y las poleas.

En la figura son identificados los parmetros geomtricos bsicos de un transmisin por correas, siendo: 1 - Polea menor. 2 - Polea mayor.1- ngulo de contacto en la polea menor. 2- ngulo de contacto en la polea mayor. a - Distancia entre centros de poleas. d1- Dimetro primitivo de la polea menor. d2- Dimetro primitivo de la polea mayor.

Durante la transmisin del movimiento, en un rgimen de velocidad uniforme, el momento producido por las fuerzas de rozamiento en las poleas (en el contacto correa-polea) ser igual al momento motriz en el rbol conductor y al del momento resistivo en el rbol conducido. Cuanto mayor sea el tensado, el ngulo de contacto entre polea y correa, y el coeficiente de rozamiento, tanto mayor ser la carga que puede ser trasmitida por el accionamiento de correas y poleas.Como puede ser comprendido, la transmisin por correa clasifica dentro de las transmisiones mecnicas con movimiento de rotacin que emplean como fundamento bsico, para dar continuidad al movimiento, la transmisin por rozamiento con un enlace flexible entre el elemento motriz y el movido. Esta particularidad le permite algunas ventajas que posibilitan recomendar las transmisiones por correas en usos especficos, como son: Posibilidad de unir el rbol conductor al conducido a distancias relativamente grandes. Funcionamiento suave, sin choques y silencioso. Facilidad de ser empleada como un fusible mecnico, debido a que presenta una carga lmite de transmisin, valor que de ser superado produce el patinaje (resbalamiento) entre la correa y la polea. Diseo sencillo. Costo inicial de adquisicin o produccin relativamente bajo.Los inconvenientes principales de la transmisin por correa, que limitan su empleo en ciertos mecanismos y accionamientos son: Grandes dimensiones exteriores. Inconstancia de la relacin de transmisin cinemtica debido al deslizamiento elstico. Grandes cargas sobre los rboles y apoyos, y por consiguiente considerables prdidas de potencia por friccin. Vida til de la correa relativamente baja.Clasificacin de las transmisiones por correasGracias a la flexibilidad del elemento de traccin, la transmisin por correa admite una disposicin relativamente arbitraria de los ejes de las poleas conductoras y conducidas, y un variado nmero de poleas en la transmisin. Una forma de clasificar la transmisin por correa esta basada en el esquema o disposicin de las poleas y correas en el accionamiento Transmisin por correa abierta. Se emplea en rboles paralelos si el giro de estos es un mismo sentido. Es la Transmisin ms difundida. En estas transmisiones la flexin en la correa es normal y depende fundamentalmente del dimetro de la polea menor.

Transmisin por correa cruzada.Se emplea en rboles paralelos si el giro de estos es en sentido opuesto. En perfiles asimtricos la flexin es inversa (alternativa). Para evitar un intenso desgaste en la zona que cruzan las correas, es recomendable elegir una distancia entre ejes mayores de 35.

Transmisin por correa semicruzada. Se emplea si los rboles se cruzan (generalmente a 90). Es recomendable que la disposicin definitiva de las poleas se haga luego de verificar la transmisin en la prctica, para que no salte la correa de las poleas. Es recomendable elegir una distancia entre ejes mayores de 4 veces la suma del dimetro dp y el ancho de la polea con eje horizontal.

Transmisin por correa con rodillo tensor exterior. Se emplea cuando es imposible desplazar las poleas para el tensado de las correas y se desea aumentar el ngulo de contacto en la polea menor (mayor capacidad tractiva). Las correas con perfil asimtrico sufren una flexin inversa.

Transmisin por correa con rodillo tensor interior. Se emplea cuando es imposible desplazar las poleas para el tensado de las correas. En casos que se pueda disminuir el ngulo de contacto en la polea menor produce una mejora en la vida til de la correa por producir en ella una flexin normal.

Transmisin por correa con mltiples poleas.Se emplea para trasmitir el movimiento desde un rbol a varios rboles que estn dispuestos paralelamente. Las poleas pueden estar con relacin a la correa con un montaje interior o combinado (admisible con perfiles simtricos).

Clasificacin de las correas de transmisinEn un accionamiento por correa, el rgano de traccin (correa de transmisin) es un elemento de suma importancia que determina la capacidad de trabajo de toda la transmisin. Las correas se distinguen por la forma de la seccin transversal, por la construccin, material y tecnologa de fabricacin, pero el rasgo ms importante que determina la construccin de las poleas y de toda la transmisin, es la forma de la seccin transversal de la correa. En funcin de la forma de la seccin transversal, las correas de transmisin son clasificadas como: Correas planas. Correas trapeciales o en V. Correas redondas. Correas eslabonadas. Correas dentadas. Correas nervadas o Poly V.EngranajesSe denominaengranajeoruedas dentadasalmecanismoutilizado para transmitir potencia de un componente a otro dentro de unamquina. Los engranajes estn formados por dos ruedas dentadas, de las cuales la mayor se denominacorona' y la menor 'pin'. Un engranaje sirve para transmitirmovimiento circular mediante contacto de ruedas dentadas. Una de las aplicaciones ms importantes de los engranajes es la transmisin del movimiento desde elejede una fuente de energa, como puede ser unmotor de combustin internao unmotor elctrico, hasta otro eje situado a cierta distancia y que ha de realizar un trabajo. De manera que una de las ruedas est conectada por lafuente de energay es conocida como engranaje motor y la otra est conectada al eje que debe recibir el movimiento del eje motor y que se denomina engranaje conducido.1Si el sistema est compuesto de ms de un par de ruedas dentadas, se denomina 'tren.La principal ventaja que tienen las transmisiones por engranaje respecto de la transmisin porpoleases que no patinan como las poleas, con lo que se obtiene exactitud en la relacin de transmisin.Clasificacin de los engranajesLa principal clasificacin de los engranajes se efecta segn la disposicin de sus ejes de rotacin y segn los tipos de dentado. Segn estos criterios existen los siguientes tipos de engranajes: Ejes paralelos: Cilndricos de dientes rectos Cilndricos de dientes helicoidales Doble helicoidales Ejes perpendiculares Helicoidales cruzados Cnicos de dientes rectos Cnicos de dientes helicoidales Cnicos hipoides De rueda y tornillo sinfn Por aplicaciones especiales se pueden citar: Planetarios Interiores De cremallera Por la forma de transmitir el movimiento se pueden citar: Transmisin simple Transmisin con engranaje loco Transmisin compuesta. Tren de engranajes Transmisin mediante cadena o polea dentada Mecanismo pin cadena Polea dentadaEn los engranajes se deben diferenciar las siguientes partes, que definen al propio engranaje y al diente:

Mdulo: Se define como la relacin entre la medida del dimetro primitivo expresado en milmetros y el nmero de dientes. El tamao de los dientes est normalizado. El mdulo est indicado por nmeros. Dos engranajes que engranen deben que tener el mismo mdulo. Diente de un engranaje: Son los que efectan el esfuerzo de empuje y transmiten la potencia desde el eje motriz al conducido. Su perfil lo constituyen dos curvas evolventes de crculo, simtricas respecto al eje que pasa por el centro del mismo. Circunferencia primitiva:Es la circunferencia a lo largo de la cual engranan los dientes. Es la magnitud bsica de la que se derivan todas las dems caractersticas del engranaje. Paso circular:Es la longitud de la circunferencia primitiva correspondiente a un diente y un vano consecutivos. Espesor del diente:Es el grosor del diente en la zona de contacto, o sea, del dimetro primitivo. Nmero de dientes:Es el nmero de dientes que tiene el engranaje. Se simboliza con la letra Z. Es fundamental para calcular la relacin de transmisin. Dimetro exterior:Es el dimetro de la circunferencia que limita la parte exterior del engranaje. Dimetro interior:Es el dimetro de la circunferencia que limita el pie del diente. Pie del diente o dedendum:Es la parte del diente comprendida entre la circunferencia interior y la circunferencia primitiva. Cabeza del diente o adendum:Es la parte del diente comprendida entre el dimetro exterior y el dimetro primitivo. Flanco:Es la cara interior del diente, es decir su zona de rozamiento. Altura del diente:Es la suma de la altura de la cabeza (adendum) ms la altura del pie (dedendum). Angulo de presin:Es el que forma la lnea de accin con la tangente a la circunferencia de paso. Se representa con la letra , y 20 25 son los ngulos normalizados. Largo del diente:Es la longitud que tiene el diente del engranaje Distancia entre centro de dos engranajes:Es la distancia que hay entre los centros de las circunferencias de los engranajes. Relacin de transmisin:Es la relacin de giro que existe entre el pin conductor y la rueda conducida, puede ser reductora de velocidad o multiplicadora de velocidad.

Conclusin