OPERADORES MECÁNICOS

Son operadores y van conectados entre si para permitir el funcionamiento de una maquina; teniendo en cuenta la fuerza que ejerce sobre ellos. Los operadores mecánicos convierten la fuerza en movimiento.

Se divide en:

- Mecanismo de transmisión lineal

- Mecanismo que transmite movimiento

- Operadores que acumulan energía

MECANISMOS DE TRANSMISIÓN LINEAL

Palanca:

Una palanca es la máquina simple de transmisión lineal que puede girar alrededor de un punto de apoyo. En esta barra hasta un punto de aplicación de la fuerza (F), y un punto de aplicación de la resistencia, (R). Para resolver una palanca en equilibrio empleamos la expresión llamada ley de la palanca: F.d=R.r tenemos 3 tipos de palancas:

Palancas de primer género o de primer grado 

Tiene el punto de apoyo entre la fuerza y la resistencia

palancas de segundo genero de segundo grado Tienen la resistencia entre el punto de apoyo y la fuerza.

Palancas de tercer género o de tercer grado

Son las que tienen la fuerza entre el punto de apoyo y la resistencia.Es una balanza de segundo grado.

 

Polea:

La polea es una rueda que gira libremente alrededor de su eje, esta provista de un canal en su superficie para que sirva de guía a una cuerda, correa o cadena. A la que recibe o a la que le da el movimiento.

Tipos de polea

Polea simple: Polea simple fija, polea simple móvil

Polea compuesta: Polipasto

Polea simple fija

En las poleas fijas, las tensiones (fuerzas) a ambos lados de la cuerda son iguales (T1 = T2) por lo tanto no reduce la fuerza necesaria para levantar un cuerpo. Sin embargo permite cambiar el ángulo en el que se aplique esa fuerza y transmitirla hacia el otro lado de la cuerda.

Polea simple móvil

La polea móvil no es otra cosa que una polea de gancho conectada a una cuerda que tiene uno de sus extremos anclado a un punto fijo y el otro (extremo móvil) conectado a un mecanismo de tracción.

Estas poleas disponen de un sistema armadura-eje que les permite permanecer unidas a la carga y arrastrarla en su movimiento (al tirar de la cuerda la polea se mueve arrastrando la carga).

Polea compuesta

Polipasto

Es una combinación de poleas fijas y móviles recorridas por una sola cuerda que tiene uno de sus extremos anclado a un punto

OPERADORES QUE TRANSMITEN MOVIMIENTO 

El plano inclinado:

es una máquina simple que consiste en una superficie plana que forma un ángulo agudo con el suelo y se utiliza para elevar cuerpos a cierta altura.

Tiene la ventaja de necesitarse una fuerza menor que la que se emplea si levantamos dicho cuerpo verticalmente, aunque a costa de aumentar la distancia recorrida y vencer la fuerza de rozamiento.

Las leyes que rigen el comportamiento de los cuerpos en un plano inclinado fueron enunciadas por primera vez por el matemático Simón Stevin, en la segunda mitad del siglo XVI.

Para analizar las fuerzas existentes sobre un cuerpo situado sobre un plano inclinado, hay que tener en cuenta la existencia de varios orígenes en las

mismas.

La rueda:

La rueda es una pieza mecánica circular que gira alrededor de un eje. Puede ser considerada una máquina simple, y forma parte del conjunto denominado elementos de máquinas.

Es uno de los inventos fundamentales en la Historia de la humanidad, por su gran utilidad en la elaboración de alfarería, en el transporte terrestre, y como componente fundamental de diversas máquinas. El conocimiento de su origen se pierde en el tiempo, y sus múltiples usos han sido esenciales en el desarrollo del progreso humano.

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OPERADORES QUE ACUMULAN ENERGÍA: 

LA GOMA
 es un operador que tiene forma anular y sección circular, rectangular,
cuadrada, y, en ciertas aplicaciones, trapecial y dentada. Permite mantener unidos entre
sí varios objetos. Se utiliza como elemento de transmisión y como muelle en los
montajes de pequeños prototipos, pero habitualmente se emplea como correa para la
transmisión del movimiento de rotación.

EL MUELLE:
 es un operador formado por un alambre arrollado helicoidal mente. Se
emplea en topes, suspensiones, etc.

Resortes:

Esta formado por láminas ensambladas (de ballesta) o por un fleje
arrollado en espiral alrededor de un eje al que se fija uno de sus extremos. Los resortes
de ballesta se emplean en suspensiones de vehículos pesados. Los resortes en espiral se emplean en relojes, juguetes y temporizadores.

Al cesar la acción del esfuerzo de formante, el operador libera su tensión y
devuelve la energía potencial acumulada realizando un trabajo que le permite recuperar
su forma inicial.

OPERADORES QUE TRANSFORMAN Y TRANSMITEN LA ENERGÍA MECÁNICA 

 SOPORTES
Los soportes son elementos que sirven de apoyo a otros elementos. El eje y la
guía son dos ejemplos de soportes.
El eje es un soporte de forma cilíndrica y alargada que permite la rotación de
otro elemento alrededor de él, o bien hace que giren ambos solidariamente, en cuyo caso recibe el nombre de árbol.

La guía es un soporte de forma variable que normalmente está fijo. Sirve para
dirigir la trayectoria de otro elemento que se desplaza sobre ella.

LA PALANCA

La palanca es un elemento rígido y alargado que gira alrededor de un eje situado
en el punto de apoyo de la palanca. Transforma una fuerza giratoria en otra fuerza
giratoria.
La relación entre la fuerza aplicada y la reacción obtenida sigue la siguiente ley:
Fuerza x Brazo motor = Resistencia x Brazo resistente
Si el brazo motor es más largo que el brazo resistente, se consigue que la fuerza
sea menor que la resistencia.
Existen tres clases de palancas, dependiendo de donde se encuentre situado el
punto de apoyo (eje) y donde se apliquen las fuerzas

En las palancas de primera clase, el punto de apoyo está situado entre el punto
de aplicación de la fuerza y la resistencia.

 RUEDAS DE FRICCIÓN

La polea o rueda es un elemento de forma cilíndrica y poco espesor que gira
alrededor de un eje o solidariamente con él. Las principales funciones son las siguientes:

- Permite cambiar la dirección de una fuerza.
- Permite transmitir una fuerza y el movimiento de rotación entre ejes paralelos.
La transmisión se realiza mediante dos discos, fijos a sus ejes respectivos, que se
encuentran en contacto entre sí, transmitiéndose el movimiento por fricción.

 TRANSMISIÓN POR CADENA

Este tipo de sistema de transmisión es muy parecido a la transmisión por correa; la diferencia estriba en que en este caso las dos ruedas poseen una serie de salientes denominados dientes, y la cadena tiene una serie de huecos en los que los dientes encajan perfectamente. Con esta modificación la transmisión deja de producirse por fricción entre correa y polea y no existe por lo tanto problema alguno de deslizamiento.
La transmisión por correa y por cadena permite mantener o cambiar el sentido de giro aumentando notablemente la distancia entre los ejes.

 RUEDAS DENTADAS O ENGRANAJES
La transmisión por engranajes se utiliza para transmitir un movimiento
de rotación de un eje a otro. Este sistema consta de dos ruedas o cilindros con una serie de salientes denominados dientes y de huecos que encajan perfectamente en los de losdientes de la otra rueda. Así, la transmisión del movimiento se realiza por empuje de los dientes que encajan en los dientes de la otra rueda.

Este tipo de mecanismo es muy utilizado en los relojes analógicos, en vehículos
para el transporte (bicicletas, automóviles, aviones, etc.) y, en general, en todo tipo de máquinas.