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MECANISMOS Y MÁQUINAS.
Hecho por:Rosalía Morillas Velasco.
3ºA.
1. Supermáquinas.
Una máquina es un conjunto de elementos que actúan entre sí y que son capaces de realizar un trabajo o aplicar una fuerza. Los elementos que
constituyen las máquinas se llaman mecanismos.
2. Palancas.
La palanca es una máquina simple. Es capaz de multiplicar la fuerza y está compuesta de muy pocos elementos. Con la palanca puedo levantar mucho
peso haciendo poca fuerza.
Foto de una palanca.
Ley de la palanca.
Cuando una palanca está en equilibrio, se cumple que: La fuerza es igual a la resistencia.
FUERZA: es la fuerza que se aplica y se representa por F.
RESISTENCIA: es la fuerza que se vence, y se representa por R.
BRAZO: es la distancia del punto de aplicación de la fuerza al punto de apoyo, y se representa por B.
La fuerza y la resistencia se miden en newton,N.
·Tipos de palancas.
Según la posición de la fuerza, de la resistencia y del punto de apoyo, las palancas se dividen en 3
tipos: -Palanca de 1º grado: el punto de apoyo está
entre la fuerza y la resistencia. -Palanca de 2º grado: la resistencia está entre
el punto de apoyo y la fuerza.-Palanca de 3º grado: la fuerza está entre el
punto de apoyo y la resistencia.
Palancas de 1º grado.
Palancas de 2º grado.
Palancas de 3º grado.
· Palancas articuladas.
Uniendo varias palancas con uniones móviles se construyen mecanismos
complejos que pueden realizar funciones mas complicadas, como la
del vínculo elevador.
3. Poleas y polipastos.
·Poleas-La polea es una rueda con una hendidura en la llanta por donde se introduce una cuerda o una
correa.Sirven para elevar cargas con más comodidad
porque cambian la dirección de la fuerza.Para dividir la fuerza se combinan poleas
formando un polipasto.
Polea.
·Polipasto.
-Un polipasto es un conjunto de poleas combinadas de tal forma que puedo elevar un
gran peso haciendo muy poca fuerza.Está compuesto por una polea móvil y otra fija. La fija gira solo cuando se tira de la cuerda y la polea móvil gira a la vez que se desplaza hacia
arriba.
Polipasto.
·Torno.
Es un cilindro que consta de una manivela que lo hace girar, de forma que es capaz de levantar
pesos con menos esfuerzo.Con la mano giramos la manivela aplicando una
fuerza, el torno gira y la cuerda se enrolla en el cilindro a la vez que eleva la carga. Es una
palanca cuyo punto de apoyo es el eje del cilindro y los brazos son la borra de la manivela y el radio
del cilindro.
4. Plano inclinado, cuña y tornillo.
·Plano inclidano:Es una rampa que sirve para elevar cargas
realizando menos esfuerzos.Cuanto menos inclinada esté la rampa, menos
será la fuerza que se tenga que realizar, pero se recorrerá una distancia mayor.
Plano inclinado.
·Cuña.
Es un plano inclinado doble, donde la fuerza que se aplica perpendicular a la
base se transmite multiplicada a las caras de la cuña.
La fuerza aumenta más cuanto mayor longuitud tienen las caras y menor
longuitud tiene la base.
Cuña.
·Tornillo.
Es un plano inclinado, pero enrollado sobre un cilindro.
Cuando se aplica presión y se enrosca, se multiplica la fuerza aplicada.
Cada filete de la rosca hace de cuña, introduciéndose en el material con poco
esfuerzo.
5.Mecanismos de transmisión.Los mecanismos de transmisión mas importantes
son:-Transmisión por engranajes: los engranajes son ruedas que tienen dientes en todo su perímetro
externo y engarzan unas con otras.-Transmisión por correa: la correa conduce el
movimiento de una polea a otra.-Transmisión por cadena y catalina: los eslabones
de una cadena se acoplan a los dientes de una rueda.
·Transmisión por engranajes.
Para que dos ruedas engranen entre sí, el tamaño de lso dientes de cada una deben ser iguales.
El número de dientes de un engranaje se representa por la letra Z.
La rapidez con la que giran los engranajes se mide con la velocidad angular, se mide en
revoluciones por minuto (rpm).
Transmisión por engranaje.
Fórmula.
El múmero de dientes de un engranaje por su velocidad angular es igual al número de dientes de la
rueda con la que engrana por la velocidad angular a la que la mueve.
·Transmisión por correa.
Está compuesto por una correa que conduce el movimiento de una polea a otra. Las hendiduras
de ambas poleas tienen el mismo tamaño y la correa entre ambas debe tener la tensiñon
adecuada para transmitir el movimiento.En este sistema tenemos una polea unida a otra
por una correa. La polea grande tiene el doble de tamaño que la pequeña.
Transmisión por correa.
·Transmisión por cadena.
Es un mecanismo compuesto de una cadena y de ruedas dentadas.
Cuando el piñón pequeño da una vuelta, el grande da media.
Transmisión por cadena.
·Tornillo sin fin.
Transmite el movimiento a través de ejes perpendiculares entre sí.
La rosca del tonrillo engrana con los dientes del engranaje. Cada vuelta del tornillo la tueda
avanza un diente.La rueda no puede mover al tornillo porque se
bloquea.
Tornillo sin fin.
Relación de tranmisión.
La relación de transmisión es el cociente de las velocidades de los dos elementos que se mueven
y se representa por r.La velocidad motriz es la que acciona el
movimiento.Cuando la velocidad conducida es mayor que la motirz, se dice que el sistema es multiplicador
de velocidad y al contrario.
·Trenes de mecanismos.
Son la unión de varios mecanismos simples.
-Sistema de transmisión reductor:para unir un sistema de poleas a un sistema de engranaje es necesario que estén en el mismo eje y giren a la misma velocidad, es decir, que sean solidarios.
-Tren de poleas.
Cuando queremos reducir la velocidad de un motor, se puede hacer con varias poleas unidas
con correa.
Pero en este proceso la energía transmitida a cada elemento es la misma, es decir, que al reducir la velocidad aunmenta la fuerza.
Tren de poleas.
-Tren de engranajes.
Si queremos aumentar la velocidad de un mecanismo se utilizan varios engranajes o poleas
acoplados, pasando de mayor a menos tamaño.
La energía mecánica es igual para todos los elementos de un mecanismo, por tanto, el que
gira más rápido tiene menos fuerza en su eje y viceversa.
·Mecanismos de transformación.
Son los que cambian el tipo de movimiento, de lineal a circular, o a la inversa, y el alternativo al
circular, o inversa. Los mas importantes son:-Piñón cremallera y husillo-tuerca: para
transformaciones de movimiento circular en lineal o lineal en circular.
-Biela-manivela, excéntrica, cigüeñal y leva: para transformaciones de movimiento circular en
alternativo.
-Piñón cremallera.
Es un sistema compuesto por un piñón y una barra dentada. Los dientes del piñón engranan en los de la barra, de forma que un movimiento de
giro piñón produce en desplazamiento lineal de la barra. También puede funcionar a la inversa.
-Husillo-tuerca.
Está compuesto de un eje roscado(husillo) y una tuerca con la misma rosca que el eje. Si se gira la tuerca, esta se desplaza linealmente
sobre el husillo y al revés.
Husillo-tuerca.
·Mecanismo de transformación de movimientos circular a alternativo.
·Biela-manivela: es un mecanismo compuesto de 2 barras articuladas, de forma que una gira y la
otra se desplaza por una guía. La barra que gira se llama manivela, y la otra, biela. Este sistema
transforma un movimiento circular en un movimiento alternativo o de vaivén.
·Excentrica y cigüeñal.
-Excéntrica: es una rueda que tiene una barra rígida unida en un punto de su perímetro.
Convierte el movimiento circular en alternativo y a la inversa.
-Cigüeñal: es un sistema compuesto por la unión de múltiples manivelas acopladas a sus correspondientes bielas. Transforma
simultáneamente un movimiento de giro en varios movimientos alternativos.
Excéntrica.
Cigüeñal.
-Leva.
Es un dispositivo que al girar es capaz de accionar un elemento al que no está unido y moverlo de forma alternativa. Transforma un movimiento de giro en
un movimiento lineal alternativo.
Leva.
6.Las máquinas térmicas.
Transforman la energía en energía mecánica y pueden ser de 2 tipos:
·De combustión externa: el combustible se quema fuera del motor, como en el caso de una
máquina de vapor.·De combustión interna: el combustible se quema
dentro de la máquina, como en el motor de un coche.
·Combustión externa: la máquina de vapor.
Se hizo muy popular gracias al tren, a los barcos de vapor... que sostituyeron el
trabajo manual.Aparecieron nuevas profesiones: mineros, mecánicos... con lo que emergió una nueva
clase social, la obrera.
Combustión externa.
·Combustión interna.
Los motores de combustión interna son más eficientes porque el calor se produce dentro de la máquinba
y, por tanto, hay menos pérdidas de energía.
-El motor de cuatro tiempos.
Es el más utilizado porque es el que se usa en la mayoría de los coches. Para que un motor genere
energía necesita el combustible y el aire.Se llama cuatro tiempos porque tiene 4 fases bien diferenciadas: admisión, comprensión,
explosión y escape.
El motor de cuatro tiempos.
-El motor de 2 tiempos.
Es un motor más sencillo que se utiliza en las motos, cortadas de césped... Al igual que el de 4
tiempos, tiene que admitir combustible, comprimirlo, explorar y expulsar los gases, pero
lo hace en un solo cilindro: comprensión-explosión y escape-comprensión.
El motor de 2 tiempos.
-Los motores diésel.
Se usan un combustible llamdo gasoil o gasóleo y no tienen bujía. La mezcla del aire y el combustible se comprime tanto que alcanza los 600ºC, temperatura a la que explota la mezcla sin necesidad de la
chispa de la bujía.
Los motores diésel.
7.Motores para volar.
·Principio de acción y reacción:Para comprender este principio de la física ponte unos patines y juega a los bolos sobre una pista
de hielo.Tu haces fuerza sobre la bola y la bola a su vez hace fuerza sobre ti en sentido contrario.
Un reactor es un motor que se basa en el principio de acción-reacción.
-Cohete.
Es un reactor que lleva en un tanque el combustible y en el otro el comburente.
Los gases al calentarse se dilatan y salen a gran velocidad. Cuanta mas velocidad de salida tengas los gases producidos por la
combustión más velicidad tendrá el cohete.
Cohete.
·Motores de aviones.
Hay 2 tipos principales:-Turborreactor,turbofan y turbohélice.Tienen
una turbina compresora y se utilizan fundamentalmente en los aviones comerciales.
-Estatorreactor y pulsorreactor: no llevan turbina y se utilizan sobre todo en aviones
experimentales no comerciales.
Motores de aviones.
Turborreactor.
En estos motores el aire entre aspirado por las hélices.En la cámara de
combustión, el oxígeno del aire entra comprimido. Los gases a altísimas
temperaturas de combustión, se expanden y salen por la parte exterior a gran
velocidad.
Turborreactor.
Turbogan.
La gran ventaja de estos motores frente al turborreactor es que es mucho más
silencioso.
Al estar el ventilador dentro del tubo, se suman 2 efectos. El avance del avión se debe al empuje del ventilador y al de los
gases que salen por la tobera final.
Turbogan.
Turbopropulsor.
Es muy parecido al turborreactor. La diferencia está en que la turbina de la parte posterior hace girar no solo al
compresor, sino a una hélice delantera exterior.Así la propulsión se debe a que
los gases salen por la parte posterior y al empuje de la hélice.
Turbopropulsor.
Estatorreactor.
Consiste en un tubo abierto por los 2 extremos. El oxígeno del aire entra por la parte delantera a
altas velocidades, y reacciona con el combustible. Los gases se expanden y salen por la parte posterior a gran velocidad, por lo que el
motor es empujado hacia adelante.Sus ventajas: pesa poco, es sencillo y es
básicamente un tubo.
Estatorreactor.
Pulsorreactor.
Para evitar el retroceso de aire hacia la entrada se instalan unas válvulas y la combustión se
produce a pulsos. Esta es la razón por la que se denomina pulsorreactor. Estos motores se
instalan en aviones que soportan poco peso y vuelan a baja cota tambien se utilizanpara el
motor de arranque de los veleros.
Pulsorreactor.
¡¡¡FIN!!!Espero que os haya gustado.
