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TIPOS DE ENGRANAJES

¿QUÉ ES UN ENGRANAJE?

Engranaje es una rueda o cilindro dentado empleado para transmitir un movimiento giratorio o alternativo desde una parte de una máquina a otra.  Un conjunto de dos o más engranajes que transmite el movimiento de un eje a otro se denomina tren de engranajes. Los engranajes se utilizan sobre todo
para transmitir movimiento giratorio, pero usando engranajes apropiados y piezas dentadas planas pueden transformar movimiento alternativo en giratorio y viceversa.

PARA QUÉ SIRVEN?

Los engranajes sirven para cambiar:

•Velocidad
•Torque (fuerza de rotación)
•Dirección de los ejes.

TIPOS DE ENGRANJES



Tornillo sin fin - corona

Este mecanismo permite transmitir el movimiento entre árboles que se cruzan. El eje propulsor coincide siempre con el tornillo sin fin, que comunica el movimiento de giro a la rueda dentada que engrana con él, llamada corona. Una vuelta completa del tornillo provoca el avance de un diente de la corona. En ningún caso puede usarse la corona como rueda motriz. Puede observarse un tornillo sin fin en el interior de muchos contadores mecánicos.

Engranaje cónico

Es un mecanismo formado por dos ruedas dentadas troncocónicas. El paso de estas ruedas depende de la sección considerada, por lo que deben engranar con ruedas de características semejantes. El mecanismo permite transmitir movimiento entre árboles con ejes que se cortan. En los taladros se usa este mecanismo para cambiar de broca. Aunque normalmente los ejes de los árboles son perpendiculares, el sistema funciona también para ángulos arbitrarios entre 0º y 180º. Las prestaciones del mecanismo son parecidas a las del engranaje recto.

Engranaje recto

Está formado por dos ruedas dentadas cilíndricas rectas. Es un mecanismo de transmisión robusto, pero que sólo transmite movimiento entre ejes próximos y, en general, paralelos. En algunos casos puede ser un sistema ruidoso, pero que es útil para transmitir potencias elevadas. Requiere lubricación para minimizar el rozamiento. Cada rueda dentada se caracteriza por el número de dientes y por el diámetro de la circunferencia primitiva. Estos dos valores determinan el paso, que debe ser el mismo en ambas ruedas.

Transmisión por cadena

Las dos ruedas dentadas se comunican mediante una cadena o una correa dentada tensa. Cuando se usa una cadena el mecanismo es bastante robusto, pero más ruidoso y lento que uno de poleas. Todas las bicicletas incorporan una transmisión por cadena. Los rodillos de la cadena están unidos mediante eslabones y, dependiendo del número de huecos, engranan con uno o varios dientes de las ruedas. En algunas máquinas, la rueda menor suele llamarse piñón, y la rueda mayor plato.. Utilizando este mecanismo se consigue que las dos ruedas giren en el mismo sentido.

Tren de engranajes compuesto

El mecanismo está formado por más de dos ruedas dentadas compuestas, que engranan. Las ruedas compuestas constan de dos o más ruedas dentadas simples solidarias a un mismo eje. En el caso más sencillo, se usan tres ruedas dentadas dobles idénticas, de forma que la rueda pequeña de una rueda doble engrana con la rueda grande de la rueda doble siguiente. Así se consiguen relaciones de transmisión, multiplicadoras o reductoras, muy grandes. Efectivamente, su valor viene dado por el producto de los dos engranajes simples que tiene el mecanismo.

Tren de engranajes simple

El mecanismo está formado por más de dos ruedas dentadas simples, que engranan. La rueda motriz transmite el giro a una rueda intermedia, que suele llamarse rueda loca o engranaje loco. Finalmente, el giro se transmite a la rueda solidaria al eje resistente. Esta disposición permite que el eje motor y el resistente giren en el mismo sentido. También permite transmitir el movimiento a ejes algo más alejados.

TRANSMISION EN ENGRANAJES

Una transmisión por engranajes está formada por el acoplamiento de dos ruedas dentadas, una motriz y otra conducida, que, al introducir los dientes de una en los huecos de la contraria y producirse el giro de la rueda motora, arrastra a la conducida diente a diente.

Los engranajes se utilizan para transmitir movimiento rotatorio de unos ejes a otrosdentro de una máquina. Estos sistemas se utilizan para variar la velocidad. Llamamos relación de transmisión (i), al cociente entre la velocidad de salida (n2) y la velocidad de entrada (n1). O bien, al cociente entre el número de dientes del engranaje motor (z1) y el número de dientes del engranaje conducido (z2).

i=N2/N1                                      i=Z1/Z2                                   N1*Z1=N2*Z2

El sistema se denomina reductor, si la relación de transmisión es menor que 1.

El sistema se denomina multiplicador, si la relación de transmisión es mayor que 1.

MECANISMO MULTIPLICADOR MEDIANTE ENGRANJE

La utilización de ruedas dentadas en diferentes mecanismos facilita la consecución eficaz de un sistema multiplicador, dimensionando correctamente el número de dientes para cada rueda.

Para el caso de querer obtener un conjunto multiplicador, hay que dar siempre un número superior de dientes a la rueda motriz respecto la conducida.

Por ejemplo, si construimos un mecanismo en que la rueda motriz tiene 30 dientes y solo 10 para la conducida, provocará que para cada vuelta de la motriz, gire tres la conducida. Evidentemente este aumento de velocidad tiene la consiguiente penalización en la fuerza, concretamente de tres veces para el ejemplo planteado.

Video Engranaje multiplicador

MECANISMO REDUCTOR MEDIANTE ENGRANJE

Mediante la correcta combinación de dos ruedas dentadas obtenemos fácilmente un sistema reductor de velocidad, que por otra parte nos aumenta la fuerza de torsión en el eje.

Para implementar el dispositivo, basta tener presente que la rueda motriz tiene que ser inferior respecto la conducida (en nº de dientes).

Supongamos que realizamos un engranaje con 10 dientes para el motor y 40 para la rueda conducida, entonces obtenemos un sistema en el que la rueda motriz tiene que realizar 4 vueltas para que la conducida realice una. A su vez obtenemos una ganancia mecánica de 4 veces.

Podemos imaginarnos el cambio de marchas de un vehículo en el que ponemos primera velocidad para superar una pendiente pronunciada, en el interior de la caja hemos engranado una serie de coronas en modo reductor para reducir la velocidad de giro y aumentar la fuerza.

Video Engranaje Reductor

RELACION DE TRANSMISION EN POLEAS

DEFINICION

Definimos la relación de transmisión (i) como la relación que existe entre la velocidad de la polea salida (n2) y la velocidad de la polea de entrada (n1).

i =n₂/n₁

La relación de transmisión, como su nombre indica, es una relación de dos cifras, no una división.
Ejemplo 1 
Supongamos un sistema reductor de modo que:
n1 = velocidad de la polea motriz (entrada) es de 400 rpm.
n2 = velocidad de la polea conducida (entrada) es de 100 rpm.

En este caso, la relación de transmisión es:

i = n2/ n1 = 100/400 = ¼ (tras simplificar)

Una relación de transmisión 1:4 significa que la velocidad de la rueda de salida es cuatro veces menor que la de entrada.

Ejemplo 2 

Supongamos un sistema multiplicador de modo que:

n1 = velocidad de la polea motriz (entrada) es de 100 rpm.
n2 = velocidad de la polea conducida (salida) es de 500 rpm.

En este caso, la relación de transmisión es:

i = n2/ n1 = 500/100 = 5/1 (tras simplificar)

Una relación de transmisión 5:1 significa que la velocidad de la rueda de salida es cinco veces mayor que la de entrada. Nota que la relación es 5/1 y no 5, pues ambos número nunca debendividirse entre sí (todo lo más simplificarse).

La relación de transmisión también se puede calcular teniendo en cuenta el tamaño o diámetrode las poleas.

i = d1/ d2

donde

d1 = diámetro de la polea motriz (entrada).
d2 = diámetro de la polea conducida (salida).

Se puede calcular las velocidad de las poleas a partir de los tamaños de las mismas

n1·d1 = n2·d2

expresión que también se puede colocar como…

n2/n1 = d1/d2

SISTEMAS CON POLEAS

POLEAS

Una polea es una rueda que tiene una ranura o acanaladura en su periferia, que gira alrededor de un eje que pasa por su centro. Esta ranura sirve para que, a través de ella, pase una cuerda que permite vencer una carga o resistencia R, atada a uno de sus extremos, ejerciendo una potencia o fuerza F, en el otro extremo. De este modo podemos elevar pesos de forma cómoda e incluso, con menor esfuerzo, hasta cierta altura.

TIPOS DE POLEAS

1.  POLEAS FIJAS

Consiste en una sola polea que está fija a algún lugar, con ella no se gana en Fuerza, pero se emplea para cambiar el sentido de la fuerza haciendo más cómodo el levantamiento de cargas al tirar hacia abajo en vez de para arriba, entre otros motivos porque nos podemos ayudar de nuestro propio peso para efectuar el esfuerzo.

La fuerza que tenemos que hacer es igual al peso que tenemos que levantar (no hay ventaja mecánica):

F=R

Así, por ejemplo, si deseo elevar una carga de 40 kg de peso, debo ejercer una fuerza en el otro extremo de la cuerda de, igualmente, 40 kg.

2.  POLEAS COMPUESTAS

2.1  POLEA MOVIL

Es un conjunto de dos poleas, una de las cuales es fija, mientras que la otra es móvil. La polea móvil dispone de un sistema armadura-gancho que le permite arrastrar la carga consigo al tirar de la cuerda. La principal ventaja de este sistema de poleas es que el esfuerzo que se emplea para elevar la carga representa la mitad del que haría si emplease una polea fija:

F=R/2

Así, por ejemplo, si quisiera elevar una carga de 40 kg de peso, basta con ejercer una fuerza de tan sólo 20 kg.

2.2  POLIPASTOS

Este mecanismo está formado por grupos de poleas fijas y móviles, cada uno de ellos formado a su vez por un conjunto de poleas de diámetro decreciente y ejes paralelos entre sí que se montan sobre la misma armadura, de modo que existe el mismo número de poleas fijas que móviles.

Para calcular la fuerza ejercida en este mecanismo se tiene en cuenta el número de poleas moviles presentes en el montaje:

F=R/2N

3.  POLEAS CON CORREA

El sistema de poleas con correa más simple consiste en dos poleas situadas a cierta distancia, que giran a la vez por efecto del rozamiento de una correa con ambas poleas. Las correas suelen ser cintas de cuero flexibles y resistentes. Es este un sistema de transmisión circular puesto que ambas poleas poseen movimiento circular.
En base a esta definición distinguimos claramente los siguientes elementos:

1. La polea motriz (conductora): Es la polea ajustada al eje que tiene movimiento propio, causado por un motor, manivela; este eje conductor posee el movimiento que deseamos transmitir.

2. Polea conducida: Es la polea ajustada al eje que tenemos que mover. Así, por ejemplo: en una lavadora este eje será aquel ajustado al tambor que contiene la ropa.

3. Correa de Transmisión: Es una cinta o tira cerrada de cuero, caucho u otro material flexible que permite la transmisión del movimiento entre ambas poleas. La correa debe mantenerse lo suficientemente tensa pues, de otro modo, no cumpliría su cometido satisfactoriamente.



Según el tamaño de las poleas tenemos dos tipos:

1. Sistema reductor de velocidad: En este caso, la velocidad de la polea conducida ( o de salida) es menor que la velocidad de la polea motriz (o de salida). Esto se debe a que la polea conducida es mayor que la polea motriz.
En el siguiente vídeo se puede apreciar un mecanismo reductor de poleas con correa. Observa como la polea motriz es menor que la polea conducida la cual gira a mayor velocidad.




Con la correa cruzada se puede lograr que el sentido de giro de la polea conducida sea contrario al de la polea motriz.

2. Sistema multiplicador de velocidad: En este caso, la velocidad de la polea conducida es mayor que la velocidad de la polea motriz. Esto se debe a que la polea conducida es menor que la polea motriz.


La velocidad de las ruedas se mide normalmente en revoluciones por minuto (rpm) o vueltas por minuto.

Los sistemas de poleas con correa presentan una serie de ventajas que hacen que hoy en día sean de uso habitual.
Veamos algunas de ellas:

* Posibilidad de transmitir un movimiento circular entre dos ejes situados a grandes distancias entre sí.
* Funcionamiento suave y silencioso.
* Diseño sencillo y costo de fabricación bajo.
* Si el mecanismo se atasca la correa puede desprenderse y, de este modo, se para. Este efecto contribuye a la seguridad probada de muchas máquinas que emplean este mecanismo como pueden ser taladros industriales.
Sin embargo, también este sistema presenta algunos inconvenientes:

* La primera de las ventajas puede ser una desventaja, es decir, este mecanismo ocupa demasiado espacio.
* La correa puede patinar si la velocidad es muy alta con lo cual no se garantiza una transmisión efectiva.
* La potencia que se puede transmitir es limitada.
UTILIDAD

Su utilidad se centra en la transmisión de movimiento giratorio entre dos ejes distantes; permitiendo aumentar, disminuir o mantener la velocidad de giro, mientras mantiene o invierte el sentido.


 


La podemos encontrar en lavadoras, ventiladores, lavaplatos, pulidoras, videos, multicultores, cortadores de carne, taladros, generadores de electricidad, cortadoras de cesped, transmisiones de motores, compresores, tornos... en forma de multiplicador de velocidad, caja de velocidades o tren de poleas.

http://cmapspublic.ihmc.us/servlet/SBReadResourceServlet?rid=1301728716828_155425890_40001&partName=htmltext

SCRATCH

Descarga e instalacion del programa:  http://scratch.mit.edu/

Scratch 

es un entorno de programación desarrollado recientemente por un grupo de investigadores del Lifelong Kindergarten Group del Laboratorio de Medios del MIT, bajo la dirección del Dr. Michael Resnick. Aunque Scratch es un proyecto de código abierto, su desarrollo es cerrado. El código fuente se ofrece de manera libre y gratuita.

Este entorno de programación aprovecha los avances en diseño de interfaces para hacer que la programación sea más atractiva y accesible para todo aquel que se enfrente por primera vez a aprender a programar. Según sus creadores, fue diseñado como medio de expresión para ayudar a niños y jóvenes a expresar sus ideas de forma creativa, al tiempo que desarrollan habilidades de pensamiento algorítmico y de aprendizaje del Siglo XXI.

Entre las características más atractivas de Scratch, adicionales a las mencionadas en el párrafo anterior, que lo hacen interesante para muchas Instituciones Educativas se cuentan:

Es gratuito, tiene el respaldo del MIT,

Está en permanente desarrollo (cada año se liberan aproximadamente dos versiones con cambios significativos),

Corre en computadores con bajas prestaciones técnicas y se puede ejecutar desde una memoria USB, entre otras.

Aquí encontrarás enlaces a documentos para iniciar en la programación en Scratch.

ALGORITMOS Y PROGRAMACION
INICIANDO CON SCRATCH

MECANISMOS DE TRANSMISION

Como su nombre lo indica, estos mecanismos transmiten el movimiento desde un punto hasta otro distinto, siendo en ambos casos el mismo tipo de movimiento. 

En este tipo de mecanismos el movimiento que tiene el elemento de entrada del mecanismo  (elemento motriz o conductor) coincide con el tipo de movimiento que tiene el elemento de salida (elemento conducido).  Estos mecanismos se clasifican según el movimiento que se quiera generar (circular o lineal). 

Una manivela o un motor realizan el movimiento necesario para provocar la rotación del mecanismo. Las diferentes piezas del mecanismo transmiten este movimiento al árbol resistente, solidario a los elementos que realizan el trabajo útil. El mecanismo se diseña para que las velocidades de giro y los momentos de torsión implicados sean los deseados, de acuerdo con una relación de transmisión determinada.

Encontramos dos tipos de mecanismos de transmisión de movimiento:

1.  Mecanismo de transmisión lineal:  El elemento de entrada y el elemento de salida tienen movimiento lineal.

2.  Mecanismo de transmisión circular:  El elemento de entrada y el elemento de salida tienen movimiento circular.

TIPOS:

• Palanca:  Mecanismo de transmisión lineal
• Sistema de Poleas:  Mecanismo de transmisión lineal
• Sistema de poleas con correa:  Mecanimos de trasnmisión circular.
• Ruedas de fricción:  Mecanimos de trasnmisión circular.
• Sistema de engranajes:  Mecanimos de trasnmisión circular.

PLATAFORMA SOCIAL VIRTUAL EDMODO

Edmodo

Permite desarrollar actividades con una mirada colaborativa, promoviendo la integración de recursos en un entorno delimitado y personalizado. Podemos asociarlo con la dinámica propia de las redes sociales.

Es una aplicación con todas las características de la Web 2.0, con la posibilidad de integrar otras aplicaciones en su interior, y publicar sus resultados en documentos públicos y blogs.

MECANISMOS DE TRANSFORMACIÓN DE MOVIMIENTO

Los mecanismos de transformación de movimiento son los que permiten convertir un movimiento circular en lineal alternativo y de forma inversa.

La mejor forma de observar como funciona este sistema es a través de la construcción de un mecanismo biela- manivela; biela-excéntrica; biela-palanca.

Manivela-Biela-Embolo

Palanca-Biela-Excéntrica.

Manivela-Biela-Cigüeñal.

Manivela - Biela