Elemento Mecánico Podemos decir que con respecto a diseño de elementos mecánicos, un elemento mecánico es la parte básica de metal o de diferentes materiales que en conjunto forman a una máquina. Estos elementos deben estar diseñados para resistir y distribuir los resultados de diferentes esfuerzos que puedan presentarse tanto en reposo como en funcionamiento.
Transmisión Se denomina transmisión mecánica a un mecanismo encargado de transmitir potencia entre dos o más elementos dentro de una máquina. En la gran mayoría de los casos, estas transmisiones se realizan a través de elementos rotantes, ya que la transmisión de energía por rotación ocupa mucho menos espacio que aquella por traslación .Una transmisión mecánica es una forma de intercambiar energía mecánica distinta a las transmisiones neumáticas o hidráulicas, ya que para ejercer su función emplea el movimiento de cuerpos sólidos, como lo son los engranajes y las correas de transmisión. Potencia El trabajo o la energía que se relaciona con los dispositivos mecánicos se asocia en forma invariable con el tiempo; por lo tanto, aparece la potencia, es decir el trabajo realizado por unidad de tiempo. Transmisión de potencia La transmisión de potencia entre ejes puede llevarse a cabo mediante una diversidad de formas. Además de los engranes, son comunes los elementos flexibles, como las bandas y cadenas. Esto permite transmitir potencia entre ejes que están separados una distancia considerable proporcionando al ingeniero gran gran flexibilidad en la colocación relativa de maquinaria impulsora y accionada. Tipos de elementos de transmisión de potencia. -
Rigidos. Semi-rigidos. Flexibles.
Rigidos. Engranes rectos: Definidos como elementos dentados que transmiten el movimiento rotatorio de un eje a otro. Son el tipo mas simple y mas común de engrane, se usan para transferir movimiento entre ejes paralelos y tienen dientes que son paralelos a los ejes de las flechas.
Ventajas - Son fuertes y durables - Su eficiencia de transmisión 98%
Desventajas - Son mas costosos que cadenas y bandas - Aumenta el costo según la precisión
Engranes helicoidales: puede considerarse como un engrane recto como un maquinado en un equipo de láminas delgada donde cada una de ellas ha girado ligeramente con respecto a sus vecinos cuando se transmite la potencia con un par de engranes helicoidales, ambos están sujetos a una carga de empuje y esta puede eliminarse usando engranes dobles helicoidales o con dientes angulares ventajas - Silenciosos - Un factor dinamico bajo - Velocidades de rotación altas
Desventajas - Pueden soportar solo cargas ligeras
Engranes cónicos: Los engranes cónicos permiten que los ejes trabajen en ángulo, casi siempre de 90°. Los dientes pueden ser rectos o en espiral. Al igual que con los engranes cilíndricos, los de dientes rectos provocan más ruido y vibraciones. Los de dientes en espiral, por su parte, requieren mayor precisión en la alineación y permiten menos juego interno en los rodamientos. Los engranes cónicos a menudo son empleados en relación 1:1 para crear derivaciones en la transmisión, que permiten sincronizar diversas partes de una máquina. ventajas - Usado para conectar perpendiculares
ejes
Desventajas - Es complicado calibrar y ajustar los engranes
Poleas Dispositivo mecánico de tracción o elevación, formado por una rueda (también denominada roldana) montada en un eje, con una cuerda que rodea la circunferencia de la rueda. Tanto la polea como la rueda y el eje pueden considerarse máquinas simples que constituyen casos especiales de la palanca.
- Normalmente los ejes tienen que ser paralelos, pero el sistema también puede emplearse con ejes que se cruzan a 90º. - El sistema se compone, básicamente, de dos ejes (conductor y conducido), dos poleas (conductora y conducida) y una correa; a los que se les puede añadir otros operadores como poleas locas o tensores cuya finalidad es mejorar el comportamiento del sistema.
Ventajas Desventajas Posibilidad de trasmitir un movimiento Ocupa mucho espacio circular entre 2 ejes situados a grandes dstancias entre si Funcionamiento suave y silencioso La correa puede patinar si la velocidad es muy alta con la cual no se garantiza luna trasmisión efectiva Costo de fabricación bajo y diseño La potencia que se puede trasmitir es sencillo limitada
Junta universal Es un elemento de transmisión de potencia y la carga permite un des alineamiento angular alto arriba de 35º comparado con transmisiones de engranes. Es muy resistente a los esfuerzos, torques, el mantenimiento es mínimo (aplicación de grasa) y es de fácil reparación.
Ventajas La velocidad de la flecha de salida fluctúa de acuerdo con el ángulo y la velocidad de entrada. El resultado es alta velocidad con el mínimo esfuerzo. Ahorro de energía aproximadamente del 70% con un buen engrase.
Desventajas El peso de la junta universal puede se muy alto. Puede llegar a bruscos En la transmisión.
tener
movimientos
Elementos flexibles Bandas Los elementos de máquinas elásticos o flexibles como bandas, cables, cadenas y otros similares se emplean en los sistemas de transporte y para transmitir potencia a distancias comparativamente largas. -
Se usan como remplazo de ejes, engranes, cojinetes, entre otros. Reducen costos y simplifican diseños. Absorción de cargas de impacto y amortiguamiento. Aislamiento de vibraciones
Características -
Se pueden emplear para distancias grandes entre centros. Excepto en el caso de bandas de sincronización. En algunos casos se requiere de una polea guía o tensora para evitar ajustes en la distancia entre centros, esto es debido al envejecimiento o instalación de bandas nuevas.
Tipos de bandas Banda plana Estas bandas planas tienen notables ventajas sobre las transmisiones de engranes y las de bandas en V. las bandas planas presentan una eficiencia de aproximadamente 98%. La clave en este tipo de bandas para un buen funcionamiento está en la tensión inicial. Una manera de tensionar la banda es montar la banda impulsora y el motor en una placa articulada de montaje y por medio de su mismo peso tensionar la banda. Otra manera es tensionar por medio de una polea tensora. Ventajas Son eficientes para altas velocidades Trasmiten grandes potencias
No requieren poleas de gran diámetro
Desventajas Tienden a deslizarse El coeficiente de fricción varia por factores ambientales y con el grado de deslizamiento implicado
Bandas en v De los tipos básicos de correas, son las trapeciales las que han adquirido mayor aplicación en la industria. La capacidad de carga de una correa trapecial es mayor que la de una plana debido al mayor coeficiente reducido de fricción.
Este tipo de bandas es utilizada principalmente en la industria automovilística, además de que por su geometría son mucho más rígidas que las correas planas y pueden abarcar distancias entre centros mayores Ventajas Alta capacidad de trasmisión de HP
Desventajas No tiene la capacidad de trasmitir altos torques a bajas velocidades Minimo alargamiento Requiere ajustes para la tensión. Cuando una sola correa en V es Vida de la banda relativamente corta insuficiente pueden usarse bandas multiples. Resistencia al aceite y al calor Existe perdida de potencia por friccion.
Bandas dentadas Una banda de sincronización no se estira ni se desliza y en consecuencia trasmite potencia a una relación constante de velocidad angular.
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No requiere tensión inicial Operan en inérvalos amplios de velocidades Eficienciencia de 97 a 99%. Mas silenciosas que las transmisiones de cadena Muy precisas
Ventajas Gran sincronismo de marcha Alta resistencia a la fatiga
Desventajas Costo elevado Vida de uso no tan larga en comparación con elementos metálicos
Resistencia a altas temperaturas Resistencia al contacto con aceites y derivados del petróleo.
Bandas redondas Se emplean para bajas potencias , se caracterizan por el diámetro de la sección trasnsversal, que oscila en el rango de 3 y 12 mm. El perfil de las ranuras de la polea se selecciona semicircular, con radio igual al de la correa, o trapecial con angulo de 40 o.
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Se construyen de cuero, algodón y caucho Se utilizan en trasmisiones pequeñas Se utilizan en trasmisiones de equipos de laboratorio.
Ventajas Desventajas Apropiadas para aplicaciones de bajas No soportan grandes potencias cargas. Aplicaciones de baja responsabilidad Perdida de potencia por fricción No son costosas Cable El Cable es una máquina simple, que está compuesto de un conjunto de elementos que transmiten fuerzas, movimientos y energía entre dos puntos, de una manera predeterminada para lograr un fin deseado. -
Los cables pueden construise tanto de mateiales metálicos como de fibras sintéticas. Se forman por el arrollamiento, sobre un alma que puede ser metalica o textil, de un numero variable de cordones, compuestos por el trenzado de varios alambres elementales
Ventajas Puede ser utilizado en gran variedad de mecanismos
Desventajas Se necesita precaucion a la hora de usar los cables ya que pueden provocar accidentes
Existe un gran numero de posibilidades para la construcción de cables Pueden fabricarse de diversos materiales según sea la aplicacion
Semirrígidos. Cadenas de rodillos. Una cadena de rodillos proporciona un método accesible y eficiente para trasmitir potencia entre ejes paralelos. Los rodillos giran sobre casquetes que están ajustados a presión en las placas eslabon internas. -
Las cadenas pueden ser útiles para espaciamientos entre ejes que resultan muy grandes para engranes. Puede obtenerse una gran reducción en velocidad si se desea. Las tolerancias para un impulsor de cadena son mayores que para engranes y la instalación es relativamente sencilla
Ventajas Alta resistencia a la temperatura No existe Deslizamiento No necesitan cadena
pretensión
sobre
la
Desventajas Son ruidosas Producen mayor vibración en sistema. Deben lubricarse y son costosas.
el
Cadenas de dientes invertidos También llamadas cadenas silenciosas debido a su operación relativamente silenciosa, consiste en una serie de placas de eslabon dentadas que están conectadas con pasadores para permitir articulación. El “diente” eslabon es de lados rectos, por lo común. -
Son fabricadas de varios espesores por lo cual no es necesario utilizar trasmisión por cadenas multiples. Debido a su operación mas suave, las cadenas de dientes invertidos pueden operar a velocidades poco mas altas que las cadenas de rodillos. Tambien cabe destacar que las cadenas silenciosas producen ruidos minimos y su eficiencia es superior al 99%.
Ventajas Velocidades y capacidad de trasmisión significativamente mayores Trasmite potencia con mayor suavidad y con menos vibraciones Mayor elasticidad para absorber impactos Mayor eficiencia
Desventajas Deben tomarse medidas precautorias para evitar que la cadena se deslice fuera de las ruedas dentadas Necesita lubricación y mantenimiento
