51

52
Mecanismos
Introduccin
Cuando observamos una mquina la identificamos por su forma y dimensiones, pero si la estudisemos en
profundidad observaramos que est compuesta por una serie de mecanismos que generan el conjunto final.
Podramos definir "mecanismo" como la combinacin de rganos o piezas que producen una accin
determinada. Nosotros nos limitaremos a estudiar los que normalmente se encuentran en las mquinas,
herramientas, etc.
Para comprender lo que es un mecanismo lo haremos mediante la exposicin de algunos ejemplos:
Una mordaza es un til que sirve para sujetar
piezas mediante la aplicacin de una determinada
fuerza (imagen "a''). El conjunto formado por un
husillo y una tuerca constituye un mecanismo que
permite la transformacin de un movimiento circular
en otro movimiento lineal. Rpidamente podemos
observar que mediante un mecanismo (tornillo -
tuerca) logramos un fin diseado de antemano
(mordaza) .
Otro ejemplo similar al anterior lo tenemos en los
micrmetros (imagen "b''). Mediante el mismo
sistema podemos real izar mediciones precisas.
Combinando mecanismos logramos consegui r
maquinaria ms compleja, como puede ser un
torno, una fresadora, un taladro de columna o
Imagen "a"
incluso una excavadora (imagen "e''), etc. En este ltimo caso, por una serie de mecanismos que
transmiten, transforman y regulan el movimiento se logra ejercer presiones determinadas.
Imagen "b"
Para poder comprender la funcin de los mecanismos
debemos conocer unos conceptos bsicos.
53
Imagen "e"
El movimiento
Entendemos el movimiento como el estado de los cuerpos mientras cambian de lugar o posicin.
Para poder estudiarlo, seguimos el realizado por un solo punto del elemento y decimos: un movimiento es un
cambio de lugar o de posicin de un punto con respecto a un conjunto.
Tipos de movimiento
Si se examina la trayectoria recorrida por un punto en movimiento, distinguiremos:
a) el movimiento discrecional (fig. 1).
b) el movimiento rectilneo (fig. 2).
c) el movimiento circular (fig. 3).
d) el movimiento en espiral o helicoidal (fig. 4).
Fig. 1
Movlf'1ief'1to
discreccionul
Fig.2
Movif'1ief'1to
rectilneo
....
Fig.3
Movif'1ief'1 to
circulur
o
Fig.4
Movif'1ief'1to
helicoidul
Cuando hablamos de velocidad la entendemos como la distancia que puede recorrerse en un tiempo
determinado.
Si estudiamos la velocidad en relacin con el movimiento podemos diferenciar:
a) cuando el movimiento es discrecional , la velocidad cambia arbitrariamente.
b) cuando el movimiento es uniforme, la velocidad es constante a lo largo del tiempo.
c) cuando el movimiento es acelerado, la velocidad aumenta.
d) cuando el movimiento es retardado, la velocidad disminuye.
Velocidad en movimiento discrecional Velocidad en movimiento uniforme
15
"C
~ ~ l \
ro
"C
13
5 r
o
Qj
>
O
2
3
4
5
""""f
6
7
8
tiempo tiempo
54
Velocidad en movimiento acelerado
15
'C
m
10
'C
'
O
5
Qj
>
O
2
3
4
5
6
7
8
tiempo
Velocidad en movimiento retardado
'C
~ 10
'
o
~
5
6
7 8
tiempo
Finalmente, podemos establecer una ltima diferenciacin: el movimiento alternativo.
Representacin grfica del movimiento
alternativo
tiempo
Medios de funcionamiento de los mecanismos
En esencia, los mecanismos pueden desarrollar su misin de las siguientes formas:
a) Por un medio mecnico. Es el caso ms habitual de los mecanismos (figuras 5, 6, 7).
b) Mediante un medio hidrulico (presin de un lquido) o neumtico (presin del aire) (fig. 8).
c) Con sistemas elctricos (fig. 9).
Todos los casos anteriormente citados se pueden combinar entre s, logrando mquinas con diversidad de
medios de funcionamiento.
p
E
Fig. 8. El aire entra a presin por el
conducto "P" y desplaza el cilindro hacia la
derecha. Una vez que la presin del aire
desaparece, el cilindro retrocede por la
fuerza del resorte.
55
Fig. 9 Contactor, rel trmico y esquema de mando.
ESQUEMA DE MANDO.

Fl
F2 bL.rL
95
21
13 23
K1M
14

K1M Hl H2
Los mecanismos
L 1, N: Alimentacin.
F1: Proteccin magnetotrmica.
F2: Rel trmico.
SO: Pulsador de paro.
81: Pulsador de marcha.
K1 M: Contactar.
H1: Sealizacin funcionamiento motor.
H2: Sealizacin disparo rel trmico
M: Motor
T0dos los mecanismos se emplean principalmente con el objeto de transmitir movimiento. Por esto los
podemos denominar como "mecanismos de transmisin". Adems de este cometido, en ocasiones, tambin
van a poder conseguir transformar el movimiento, por lo que cuando esto suceda podrn definirse como
mecanismos de transmisin y transformacin de movimiento. La transformacin se logra bien sea:
a) Variando las revoluciones (fig. 5).
b) Invirtiendo el sentido de giro (fig. 6).
c) Transformando un movimiento determinado en otro (fig. 7) .
Un claro ejemplo lo podemos encontrar en un coche, ya que mediante los mecanismos que lo componen se
logra, entre otras muchas aplicaciones, adquirir diversas velocidades y poder desplazarse hacia delante o
atrs. Todo ello partiendo de un movimiento lineal que desarrollan los pistones dentro de los cilindros.
Fig. 5 Como puede intuirse, al modificar el dimetro de los piones se produce una variacin de las revoluciones
o" o-
o .. a
.....
..... ..
Fig.6 Podemos ver la forma de lograr una velocidad determinada o la marcha atrs en una caja de
velocidades de un vehculo. Simplemente intercalando una rueda dentada.
Salida del
movimiento
con un sentido
determinado
'"
1
a
velocidad de un vehculo
Ruedas
desplazables
Rueda
desplazable
Recorrido del
/
56
Salida del
movimiento
con sentido
Marcha atrs de un vehculo
Recorrido del
Giro de la leva
Subida y bajada
alternativa de
la varilla
Fig. 7 Aqu podemos ver varias
transformaciones del movimiento llevadas
a cabo por una leva.
Para realizar un estudio de forma ordenada, aunque ya tenemos claro que la funcin principal de casi todos los
mecanismos es la transmisin de movimiento y que en muchos casos adems de transmitir logran
transformarlo, podemos particularizar en los siguientes tipos:
a) Mecanismos de control. Se emplean para regular o limitar determinados movimientos (fig. 10).
Tambin se utilizan en la puesta en funcionamiento y parada de las mquinas (fig. 11).
Fig. 10 Finales de carrera
Fig. 11
Fig. 12 Embrague cnico
----
b) Mecanismos de embrague. Se emplean bsicamente para establecer una transmisin entre dos
ejes o anular esa transmisin sin detener el movimiento proveniente del motor. En definitiva se
utilizan para embragar o desembragar rganos de mquinas (fig. 12).
c) Mecanismos de frenos. Con ellos se logra la reduccin de velocidad de un cuerpo, consiguiendo
detener su movimiento cuando sea necesario.
d) Mecanismos de inversin. Se utilizan para invertir el sentido del movimiento de giro (fig. 13).
e) Los mecanismos de regulacin. Con ellos podemos regular un movimiento determinado,
limitndolo a un valor concreto de utilizacin. Dentro de estos podemos destacar los variado res de
velocidad, que aportan la posibilidad de elegir entre una amplia gama de velocidades.
f) Los mecanismos de bloqueo. Son los nicos, junto con los frenos, cuyo objeto no es la
transmisin de movimiento. Se emplean bsicamente para:
Asegurar el posicionamiento de un elemento (fig. 14).
Evitar que una mquina entre en funcionamiento mientras los elementos de proteccin estn
quitados.
Que dos partes incompatibles de una mquina se accionen simultneamente. Etc.
57
Desplazamiento para
accionar el embrague
Ruedas cnicas que
giran solidarias al eje
si estn embragadas
- ) ~
Dependiendo de la rueda
cnica accionada, la corona
girar en un sentido determinado
Fig. 13 En estas figuras vemos un sistema
de inversin de movimiento, ya que al
desplazar lateralmente el casquillo central se
aporta un giro solidario a los engranajes
cnicos dispuestos lateralmente.
Dependiendo de a cual embrague, la corona
que va unida a estos girar en un sentido u
otro.
Fig. 14 En la primera imagen observamos que al accionar la palanca situada a la derecha, se produce
el bloqueo del carro. De forma similar, en el dibujo vemos un sistema de bloqueo de guas.
BLOQUEO DE
LA GUiA
Manecilla para
bloquear la gua
g) Los mecanismos de acoplamiento. Se utilizan para acoplar y desacoplar ejes, consiguiendo la
transmisin de movimiento (fig. 15).
Fig. 15
58
Mecanismos de transmisin
Si estudiamos ms en profundidad la forma de transmitir el movimiento tendramos que empezar viendo la
posicin relativa que ocupan los ejes sobre los que se quiere materializar la transmisin. As podemos hablar
de las siguientes disposiciones:
1- ejes alineados o formando entre s un pequeo ngulo (figs. 16 y 17).
2- ejes formando entre s un ngulo superior a 5.
3- ejes paralelos (fig. 18).
4- ejes que se cruzan (fig. 19).
5- ejes que se cortan (fig. 20).
Figs. 16 Y 17 Ejes alineados o formando un pequeo ngulo.
Fig. 18 Ejes paralelos
Fig. 19 Ejes que se cruzan Fig. 20 Ejes que se cortan
Ejes alineados
En este caso la forma de transmitir el movimiento se realiza principalmente mediante acoplamientos. Podemos
distinguir los siguientes tipos:
1. Los acoplamientos flexibles
Se emplean para transmitir movimientos con rigidez y torsin de nivel medio, admitiendo leves
desalineamientos angulares, axiales y en paralelo. Tambin realizan ciertas amortiguaciones torsionales.
Incluso algunos de estos mecanismos bajo una intensa sobrecarga se rompen limpiamente actuando como
"fusibles mecnicos" que protegen al operario y al equipo. A continuacin se muestran diversos tipos de
acoplamientos flexibles:
Acoplamiento Oldham.
Durante el giro del acoplamiento, el disco transmisor del par de fuerza se ajusta alternativamente. Su
diseo permite soportar fallos de alineamiento del eje sin que ello suponga fuertes cargas sobre el
acoolamiento.
59
L
1: L1
'1
'1
O
@
00
O
Acoplamientos Flexibles de Transmisin JawFlex.
Estos acoplamientos en tres piezas constan de dos tambores de aluminio y un elemento elstico (araa).
El elemento de poliuretano en forma de araa amortigua las cargas de impulso, minimizando los impactos
en el motor y otros equipos sensibles.
L
-
1: LH
'1
l'l
J-
OD @ @
'----
J
Acoplamientos Flexibles de Transmisin Tipo Fuelle.
Consiste en una serie de corrugaciones conectadas entre s, como un acorden. Estas membranas son
rgidas ante torsiones, cada una es capaz de realizar cierta flexin angular, y la suma de todas estas
flexiones confiere al acoplamiento su capacidad de superar desplazamientos angulares, en paralelo o
axiales.
60
Oesalineamiento
axial
Oesalineamiento
angular
Oesalineamiento
en paralelo
2. Los acoplamientos rgidos
Acoplamientos Flexibles de
Transmisin de Ranurado Helicoidal.
Diseado para aplicaciones donde las altas
velocidades, la falta de alineamiento y las
limitaciones en la lubricacin excederan los
lmites soportados por otros acoplamientos.
Con ellos podemos unir dos ejes de manera rgida. La superficie de unin del acoplamiento puede estar en un
plano perpendicular al eje (fig. 21) o en uno que lo contenga (fig. 22).
En este tipo de mecanismo la alineacin de los ejes es de suma importancia, debida a la gran rigidez el mismo.
Fig.22
Fig.21
Chavetero Tornillos
@--!--!-!--@-
3. Los acoplamientos de desembrague v embrague.
Con estos mecanismos podemos realizar o anular una transmisin de movimiento entre dos ejes o elementos
alineados sin que uno de ellos se detenga.
Para realizar el estudio ms concretamente deberemos distinguir dos tipos:
Los acoplamientos que permiten un desembrague con los dos ejes en movimiento, pero los ejes o
piezas a unir estarn parados para realizar la unin del sistema (fig.23). Este tipo de mecanismo
recibe el nombre de embrague de dientes.
Fig. 23 Posicin de desembrague y embrague.
61
Los mecanismos que permiten el embrague y desembrague con los ejes parados o en rotacin.
Existen diferentes tipos que se basan en el rozamiento entre superficies. Los ms empleados son
lo embragues de friccin cnica (fig. 24), los de disco (fig. 25) Y los de discos mltiples (fig. 26). Si
estudisemos su accionamiento, podramos hablar de embragues de accionamiento mecnico,
hidrulico y electromagntico.
Fig. 24 Embrague cnico de friccin.
Uno de los tipos de embragues ms bsicos son los canicas de friccin. Se emplean para
acoplamientos sencllos, debido a su simplicidad y eficacia. Al introducirse un elemento cnico en su
correspondiente agujero, se materializa un rozamiento que es el que formaliza la transmisin.
Fig. 25 Embrague de disco.
Los embragues de disco han sustituido en
muchas ocasiones a los cnicos, debido a la
gran superficie de rozamiento que poseen,
el pequeo espacio que ocupan y la mayor
disipacin de calor que producen. Como
puede verse en la figura que acompaa, el
eje "2", de la caja de cambios, va unido
mediante un cojinete "3" al cigeal. Sobre
este eje va montado un manguito estriado
del disco de embrague "9", del que recibe el
movimiento al ser aprisionado contra el
volante "4". Sujeto al volante y solidario a l
por la carcasa "5" va el plato de presin "6",
que gira con el volante. Cuando por efecto
de los muelles ''7'' la maza est unida al
volante de inercia se establece la
transmisin. Si por el contrario los muelles
hacen que estos elementos se separen el
mecanismo queda desembragado.
En muchas mquinas se encuentran estos
sistemas accionados mediante
electroimanes.
62
~
&
1. Eje cigueal
2. Eje a caja de cambios
3. Cojinete
4. Volante de inercia
5. Tapa
6. Plato de presin
7. Muelles
8. Collarn
9. Disco de embrague
10. Material de friccin
Fig. 26 Embrague de discos mltiples.
Se basa en la accin de una serie de anillos, los cuales pueden estar separados por lo que no
transmiten movimiento, o pueden juntarse todos entre s, que es el momento en el que se realiza la
transmisin de movimiento. En estas imgenes vemos varios ejemplos de este embrague, observando
en la ltima uno doble.
4. Los acoplamientos limitadores del par
Interrumpen la continuidad entre la fuente de potencia y la carga
cuando sta alcanza un valor predeterminado. Incluso favorecen la
absorcin de inercia del motor de arranque (fig. 27).
5. Los acoplamientos con reductores intermedios
Adems de los acoplamientos directos, la transmisin se puede lograr
mediante reductores intermedios. Estos sistemas se aplican cuando
hay que transmitir un movimiento en el que la velocidad del eje de
entrada sea distinta al de salida (fig. 28).
Fig. 28 Reductor epicicloidal o ms comnmente llamado planetario.
Fig.27
Polea de entrada
En las siguientes imgenes podemos observar una transmisin de movimiento entre ejes alineados.
Salida del
movimiento
Mediante el mecanismo se logra una velocidad de salida menor que la proporcionada por el motor y una
potencia mayor que la de entrada. '
63
Ejes formando entre s un ngulo superior a 5
Cuando debemos transmitir movimiento entre dos ejes con desalineamientos angulares superiores a 5 se
emplean las juntas universales cardan.
En estos acoplamientos articulados no se aconseja una desalineacin superior a los 30.
Junta cardan simple
Se emplea para conectar una ampla
variedad de equipos de alta velocidad o
de alta precisin, donde cabe esperar
desalneamientos angulares superiores a
5 grados.
Ejes paralelos
Junta cardan doble
En muchas ocasiones se emplea Una doble junta cardan,
de forma que el eje que las une forme ngulos
semejantes en el conductor y conducido.
Entre sus aplicaciones se incluyen la conexin de ejes de
lnea, ejes motores, cintas transportadoras y numerosos
tipos de maquinaria giratoria.
+-
I - - - -
-+
Junta cardan doble con eje
telescpico
Este eje que une las dos juntas puede ser
telescpico, permitiendo, junto a la desviacin
angular, una variacin en su longitud.
La transmisin ms comn que vamos a encontrar es la que se realiza entre ejes situados paralelamente. Para
llevar a cabo esta transferencia del movimiento podemos encontrar los siguientes sistemas:
a) las ruedas de friccin.
b) las correas y poleas (fig. 29).
c) las ruedas dentadas (fig. 30).
d) las cadenas y ruedas de cadena.
64
Fig.29 Transmisin por correa
industrial
Fig.30 Transmisin por ruedas
dentadas
,."
1 I
,
lJ- -_._._ -
e
I t - - - l : : - ~
~
I
~
~
:
}-- -
_ .-t
c=
---f
-
f2I
~

Iz:i ~
---i -i -
tf
I
~
,,
y
i
J
En estos tipos de circulacin del movimiento se pueden dar muchas particularidades. A continuacin se
enumeran las ms significativas:
El sentido de rotacin de los ejes puede ser el mismo o el contrario.
El movimiento se puede efectuar mediante transmisin simple o compuesta.
Por una serie de mecanismos se puede conseguir que la velocidad del eje conducido sea
constante o variable.
Dependiendo de los elementos que conformen la transmisin se pueden producir prdidas de
movimiento por deslizamiento (ruedas de friccin, correas y poleas) o que la transmisin se
realice sin deslizamiento (ruedas dentadas, cadenas, etc.).
Ejes que se cruzan
Muchas veces dentro de las mquinas podemos ver que se transmite movimiento entre ejes que se cruzan.
Para lograr este fin nos vamos a encontrar alguno de los siguientes sistemas:
a) Correas y poleas (fig.31).
b) Un tornillo sinfn y una rueda (fig. 32). Es un mtodo muy empleado ya que adems de transmitir
movimiento entre dos ejes posicionados perpendicularmente se produce una gran reduccin de
velocidad en el eje de salida. Asimismo la transmisin de movimiento suele ser irreversible y
realizarse nica y exclusivamente del tornillo sinfn a la rueda.
c) Dos ruedas helicoidales (fig. 33). Permite que el ngulo formado entre los ejes sea igualo superior
a 90
0

Fig.31
Fig.33
65
Ejes que se cortan
Para establecer una conexin entre dos ejes que se cortan, debemos utilizar alguno de los siguientes mtodos:
1) mediante correas y poleas.
2) con ruedas de friccin.
3) con engranajes cnicos (fig. 34).
Tambin es posible realizar transferencias de movimiento entre ejes que se corten con un ngulo distinto a
90.
Fig.34
GRUPO CNICO
Mecanismos de transformacin de movimiento
Una vez estudiado cmo se puede materializar la transmisin del movimiento, vamos a ver qu tipo de
transformaciones puede sufrir.
Normalmente lo que se pretende conseguir es la transformacin de un movimiento circular en uno lineal o
viceversa. As diferenciamos:
a) Los mecanismos de biela manivela:
Pueden poseer el recorrido fijo o con posibilidad de regulacin.
Consideramos que el mecanismo biela-manivela con recorrido fijo (fig. 35) es empleado para transformar el
movimiento circular en un movimiento rectilneo alternativo.
La manivela "1-2" gira alrededor de un eje fijo que pasa por "1". La pieza corredera "3" posee un movimiento de
traslacin rectilnea y la biela "2-3" un movimiento angular limitado.
Si estudiamos la figura "35a" nos daramos cuenta que, en este caso, el sistema biela manivela tiene
posibilidad de regulacin. As, la distancia "L" recorrida por el pistn es funcin del radio "r" de la circunferencia
descrita por el punto de giro "1".
Otro ejemplo lo vemos en la figura "35b" donde observamos el recorrido de una biela anclada en una rueda.
Este punto de amarre en ocasiones puede variarse, obteniendo recorridos lineales de distintas magnitudes.
b) Los mecanismos de pin - cremallera (fig. 36):
En este caso el desplazamiento lineal lo puede realizar la cremallera o el pin.
66
Fig.35
2
Fig. 35 a
L=2r
Fig. 36 Pin - Cremallera
En este ejemplo de la direccin de un vehculo
podemos ver una transformacin de movimiento
mediante el sistema pin-cremallera. Al girar el
pin, la cremallera se desplaza linealmente.
Tambin podemos observar otros mecanismos
estudiados, tales como la junta cardan o el eje
telescpico.
e) Los mecanismos de tornillo - tuerca:
Al igual que el anterior, es posible que el desplazamiento lineal lo realice el
tornillo o la tuerca. Si el tornillo no tiene posibilidad de desplazamiento
axial, al girar desplaza linealmente la tuerca. Si por el contrario la tuerca
est axialmente bloqueada, el desplazamiento lineal lo sufre el tornillo (fig.
37).
d) Los mecanismos de levas:
El movimiento lineal alternativo se puede obtener mediante varios
dispositivos. Uno de los ms habituales es el de levas.
Una leva es un mecanismo compuesto generalmente de un impulsor
llamado "leva", que mediante contacto directo mueve a otra pieza llamada
seguidor, de manera que ste ltimo realiza un movimiento alternativo
concreto.
67
Fig. 35 b
Recorrido mximo
Fig.37
Son mecanismos sencillos y econmicos; mediante su diseo el seguidor podr lograr casi cualquier
movimiento deseado.
Atendiendo a la forma de la leva nos podemos encontrar con las siguientes clases:
Leva de disco (fia. 38).
Vamos a estudiar los movimientos que se producen en este tipo de levas:
Fig. 38 Leva de disco
En estos diagramas vemos grficamente el movimiento que transmite la leva, en su giro, al seguidor.
En el primer caso, observamos todos los componentes del mecanismo, as como el movimiento ascendente y
descendente del seguidor en relacin a la rotacin de la leva.
En el segundo caso vemos que en las posiciones de 90
0
a 270
0
el vstago permanece inmvil, a continuacin se
desplaza hacia arriba hasta alcanzar la posicin de 360
0
donde comienza a descender concluyendo la vuelta.
Seguidor
Rodillo
Seguidor
90
0
Rodillo
150
0

Leva / /.
Leva
180
0
( lO
O
\ L- --r-- Circulo primitivo
/ /330
0
"-.. --- /---- Curva primitiva
240
0
- - - -300
0
270
0
2700 300
0
Representacin grfica del giro de la leva
Representacin grfica del giro de la leva
I
I I I I
_ I_L L...L.-l. L
90
0
180
0
270
0
360
0
90
0
90
0
180
0
270
0
360
0
90
0
Leva de cua (fia. 39 ).
Como podemos observar en el dibujo, dependiendo del desplazamiento lateral de la cua se obtiene la subida
y bajada del vstago.
Leva de tambor (fia. 40 ).
Este tipo de levas, junto con las laterales, producen un movimiento similar a las de disco, emplendose en
sistemas automticos.
68
Fig.39
,
-' I r

I

..
Desplazamiento
del seguidor
Desplazamiento de la leva
Leva lateral o de cara (fia. 41 ).
En este sistema, el seguidor se hace reposar sobre la superficie lateral
de la leva, la cual posee una forma determinada y es la que al girar
hace ascender o descender al seguidor.
e) Los mecanismos paso a paso
Estos mecanismos producen movimientos intermitentes. Entre
ellos podemos destacar los siguientes tipos:
Trinquetes:
fig.40
que generan las levas
Fig. 41
Perfil activo de
la leva
Existen varios tipos, pero la base de su funcionamiento es similar (fig. 41). El movimiento giratorio de un plato
produce una fraccin de vuelta en el trinquete. En alguna ocasin este giro se puede regular mediante el
descentramiento del brazo en el plato. Normalmente los trinquetes producen estos movimientos intermitentes
en un solo sentido (fig. 42), pero pueden existir trinquetes reversibles, que mediante el giro del sistema de
bloqueo producen rotaciones en ambos sentidos (fig. 41). Tambin los podemos encontrar como sistemas de
sujecin o bloqueo (fig. 42a)
Fig.41
Giro paso
a paso de
la rueda
69
Fig.42
Giro limitado
por el elemento
de bloqueo
Fig.42a
La Cruz de Malta:
En sus diversas construcciones puede emplearse para producir una salida de movimiento
intermitente a partir de una entrada de velocidad constante. Como puede verse en las siguientes
figuras, el movimiento proveniente del motor hace girar la manivela, cuyo vstago se va
introduciendo alternativamente en las ranuras de la "Cruz de Malta", produciendo movimiento
cuando ambos elementos estn en contacto y anulando la transmisin cuando el vstago
abandona la ranura. Como podemos observar, el movimiento de rotacin constante se convierte en
otro movimiento de giro intermitente (fig. 43) o lineal intermitente (fig. 44).
Fig. 43 Fig.44
Salida intermitente Salida intermitente
del movimiento
..
Cruz de malta
1----------------1-
r r
'-- -
~
- -
Entrada del
movimiento
movimiento
f) Los mecanismos de frenos:
Estos elementos son muy empleados en las mquinas. Tienen como misin controlar el movimiento de giro de
un elemento, llegando a detenerlo si fuese necesario. Logran su misin mediante el rozamiento de un
componente fijo contra otro que se mueve, de manera que se transforma la energa cintica en calor generado
por el rozamiento. Este calor es disipado a la atmsfera.
Podemos dividir los frenos en dos clases:
Frenos de zapata: las zapatas son los elementos fijos de friccin, que al presionar contra una
rueda, comnmente llamada tambor, detienen su movimiento. Las zapatas pueden encontrarse
dispuestas exterior (fig. 46) o interiormente (fig. 45) al tambor, tienen forma de media luna y van
provistas del ferodo. El tambor suele realizarse de fundicin o de aleacin ligera y va
mecanizado exterior e interiormente para equilibrarlo.
Frenos de disco (fig. 47): estn constituidos por un disco de freno giratorio, por lo que se
considera como el elemento mvil del sistema de frenado. ste es abrazado por la pinza que es
un elemento esttico y alberga las pastillas de freno. Cuando se activan estas pastillas, bien sea
mediante un sistema mecnico o hidrulico, rozan contra el disco produciendo su parada.
Los frenos que acabamos de estudiar van a poder accionarse mediante un sistema mecnico, hidrulico,
neumtico o elctrico.
Muchos motores van provistos de frenos electromagnticos (fig. 47a) incorporados en el propio motor.
Bsicamente se componen de dos discos de friccin que generan el frenado. Uno de ellos permanece fijo y no
gira, mientras que el otro posee un movimiento de rotacin solidario al eje del motor. Cuando el motor se
acciona el electroimn logra separar los discos, de forma que no hay contacto entre ellos y no se materializa el
frenado. Por el contrario, cuando se desactiva el motor, el electroimn deja de realizar esa fuerza que separa
los discos, entrando stos en contacto por la accin de un resorte regulable. De esta manera se logra el
frenado, asegurando en todo momento que ante la ausencia de corriente elctrica el conjunto permanecer
bloqueado.
70
Fig. 45 Freno de tambor. Logra la
reduccin de la rotacin del tambor
mediante dos zapatas dispuestas
internamente. Este freno es comn en
los vehculos, pudiendo accionarse
hidrulicamente mediante el bombn y
mecnicamente mediante un cable.
Bombn
Fig. 47a Freno electromagntico.
Carcasa del molor
Fig. 46 Freno de tambor. Logra
su misin mediante una zapata
dispuesta exteriormente. Este
sistema es muy utilizado en
diversa maquinaria
Zapata
exterior
Fuerza que presiona
la zapata contra el tambor

Ferodo
Tambor
Fig. 47 Freno de disco. El
sistema de frenado se
obtiene por el
desplazamiento axial de las
pastillas de freno, que al
entrar en contacto con el
disco giratorio lo obligan a
detenerse.
Pastillas de freno
Pistn
Disco de freno
Presin hidrulica
------
Figs. 47b Componentes de un
electromagntico.
freno
Electroimn
Parte fija al eje,
luego gira
71
g) Los variado res de velocidad:
Cuando se necesita dotar a un eje de una variedad de revoluciones y que la transicin entre ellas se realice de
una forma continua, sin escalonamientos, recurrimos a los variadores de velocidad mecnicos.
Existen varios tipos, siendo los ms empleados los de correas que consiguen su misin cambiando de forma
progresiva los dimetros de las poleas (fig.48a y 48b) .
Otros tipos son los variado res de friccin (fig. 48c)
Fig.48a
Variador en velocidades lentas
Velocidad de entrada
,
If
~ fa TEr
r-
......,
I I
Correa Correa
I I
\ Poloa abl,rta
Polealcerrada
~
\
I
t
Velocidad de salida
Fig. 48b Desmontaje de un variador.
72
Variador en velocidades rpidas
Velocidad de entrada
,
If
]
f3 TEr
I I
--
I I
\ Poi" " ,mda
Polealabierta
~
\
I
t
Velocidad de salida
Fig.48c
Variador de poleas de friccin
entrada
Menor Mayor
Movimiento de
salida
velocidad velocidad
>-<,
Dependiendo de la
posicin en la que se
encuentre la rueda de
friccin se obtendrn
unas revoluciones de
salida determinadas
Cadenas cinemticas. Relaciones de transmisin
La trasformacin de la fuerza y el
movimiento producido, generalmente por
un motor, se suele realizar mediante
cadenas cinemticas. Podemos definir
"cadena cinemtica" como el conjunto de
mecanismos que unidos entre s logran
transmitir la potencia mecanlca del
elemento motriz al punto de trabajo.
Entre los sistemas de transmisin ms
importantes podemos destacar los
siguientes:
o Poleas y correas.
o Engranajes.
o Ruedas dentadas y
cadenas.
o Tornillo sinfn y rueda.
o Rueda dentada y cremallera, etc.
Normalmente las cadenas cinemticas se representan de forma esquematizada mediante simbologa
normalizada. A continuacin se muestran algunos ejemplos de estos smbolos y de cadenas cinemticas.
Eje de transmisin
\ 1\
Eje principal
\ 1\
)
Eje apoyado sobre
cojinetes radial
Eje apoyado sobre cojinetes
radial y axial
v \
v \
I ~
Eje con cojinetes radiales Eje sobre rodamientos radiales Eje sobre rodamientos axiales
y axiales en ambas direcciones
I ~ I
E B 8
D
Q
Eje sobre rodamientos biaxiales Acoplamiento elstico Acoplamiento a rtula Conexin cardan
8 8
-----1 t 1--1 -
-{-
Junta cardan con eje telescpico Embrague de friccin de discos
Embrague de friccin cnico
Resorte de compresin
A/WvV'v
Muelle de traccin Husillo con tuerca desplazable
Husillo con tuerca de desembrague
~
~
I
73
Rueda dentada con
desplazamiento axial
en el eje
$--8
Ruedas y cadena


I _-y
. - i
I I

i L..f--l
Rueda dentada fija
en el eje
$--8
Pin cremallera
fYVVV' :
J
rrrrrrrrfTIllllllllll
J
Engranajes cilndricos
Correa plana abierta
i
i
4J
Trinquete Freno
Sinfn y rueda
Correa plana cruzada
Cadena cinemtica de un taladro de columna
Si estudiamos el cambio de velocidad que se realiza
en estos sistemas, podemos diferenciar dos tipos de
mecanismos:
Mecanismo multiplicador: es aquel en el
que la velocidad de entrada es menor
que la de salida.
Mecanismo reductor: lo entendemos
como el mecanismo que transforma la
velocidad recibida del motor en otra
velocidad de trabajo menor.
En todos los dispositivos de transmisin existen
como mnimo dos ejes, llamados eje motriz o
conductor y eje receptor o conducido. El eje
conductor es aquel que proporciona movimiento,
bien. de un motor o mecanismo similar. El eje
conducido es el que recibe el movimiento
proveniente del eje conductor.
La velocidad de giro se puede medir de dos formas:
=> Velocidad circular (n) en revoluciones o vueltas por minuto (r.p.m.).
=> Velocidad angular (w) en radianes por segundo (rad/seg) .
74
J.-
T
J.-
T
-1if-
f- i
Poleas y correas
Transmisin simple:
Cuando el movimiento se transmite directamente entre dos rboles, el sistema que se establece recibe el
nombre de transmisin simple.
De una manera sencilla podemos demostrar que entre dos poleas unidas se cumple la siguiente igualdad:
d = dimetro de la polea conductora.
n = nmero de vueltas por minuto de la polea conductora.
d
2
= dimetro de la polea conducida.
n2 = nmero de vueltas por minuto de la polea conducida.
A esta igualdad se le llama "ley de transmisin" yen ella podemos
observar que los dimetros son inversamente proporcionales a las
velocidades de rotacin. Debido a esto, para que el mecanismo sea reductor de velocidad, la polea conductora
ha de ser de menor dimetro que la polea conducida. En caso contrario el mecanismo sera multiplicador.
Independientemente a la velocidad de giro, debemos estudiar el sentido de rotacin, observando que es el
mismo en los dos ejes.
Relacin de transmisin
La relacin de transmisin recibe el nombre de i, y es igual a:
. dI
1 =-- = -
n I d 2
1......-_"":'"
i = velocidad de salida / velocidad de entrada
Cuando "i" es mayor que 1 es un sistema multiplicador.
Cuando "i" es menor que 1 es un sistema reductor.
Debemos saber que ciertos autores obtienen la relacin de transmisin despejando la ley de transmisin de
11
1
d 2
forma contraria, por lo que resulta: I = - = - En este caso cuando "i" sea mayor que la unidad tendremos
/1
2
d I
1......-_";;'
un sistema reductor y viceversa.
Transmisin compuesta:
Cuando un movimiento se transmite entre ms de dos ejes podemos decir que se trata de una transmisin
compuesta, por lo que tenemos las siguientes expresiones.
11 /1 d d . d
(lItldll '/O'/{ =_I __
d f d 2 {I...
--------'
75
Ruedas dentadas y cadenas
En este tipo de sistemas tambin podemos diferenciar entre transmisin simple y compuesta:
Relacin de transmisin simple:
Es la relacin que hay entre la velocidad de rotacin n2 del eje conducido y la n1 del conductor, o viceversa,
siendo por lo tanto:
n
Relacin de transmisin = i = ---.l..
11
1
. 11
2
- 1
[ = -=-
11
1
... 2
En la que Z1 Y Z2 son los nmeros de dientes cuando se
trata de engranajes o ruedas de cadena.
Relacin de transmisin compuesta:
Cuando en la transferencia de movimiento hay dos o ms pares de ruedas la relacin de transmisin ser:
. ~ .
Tornillo sinfn y rueda
l1 "l/uul
_ 1/
2
.
11
4
_ Z wnJ"'/tIllls _ ZI . Z)
_ 11 ..... c ... m,,;;;; IJ.:.;.; lIt;.;. To"" r'_' __ 11 , . ll J Z 'o"t/lI<llla\ Z 2 Z ~
11 1 Il
_ ~ _ ('()/lUCld u\
1 ,owl
En esta numeracin, las ruedas marcadas con los nmeros pares
son receptores del movimiento y los impares conductores.
En el caso de los engranajes, el sentido de giro de las ruedas es
el indicado en la figura. Las cadenas tienen una rotacin igual que
las correas .
Normalmente se trata de un sistema irreversible, es decir, la
circulacin del movimiento solo se puede realizar en un sentido, del
eje sinfn a la rueda, pero no en sentido contrario.
Mediante estos elementos logramos relaciones de transmisin
altas.
76
Segn podemos ver en la figura y teniendo un tornillo de una sola entrada (e1), cada vez que ste da una
vuelta, solamente avanza un diente de la rueda dentada. Es decir, para que la rueda d una vuelta, el tornillo
deber dar tantas como dientes tenga la rueda (Z2). Por lo tanto, el clculo de la velocidad de giro depender
del nmero de entradas del eje sinfn y del nmero de dientes de la rueda. Es decir:
En cuanto a la relacin de transmisin "i", tendremos:
. Il, el
1= -- =-
11
1
~ 2
En este caso "i" siempre ser menor que la unidad por lo que este sistema siempre ser reductor de velocidad.
Tornillo tuerca y Pin cremallera
El movimiento de rotacin uniforme puede transformarse en movimiento rectilneo por medio de los
dispositivos: tornillo-tuerca (fg. 49) o pin-cremallera (fg. 50).
En el primer caso, si "Ph" es el paso del husillo y "n" el nmero de vueltas que se le aplican, el
desplazamiento rectilneo "D" es:
Fg. 49
D Pudiendo ser "n" un nmero
entero o fraccionario de vueltas.
Si estudisemos el tambor
graduado tendramos "N"
divisiones del tambor y "Ph" el
paso del husillo, el
desplazamiento "O" por cada
divisin del tambor es:
Si el tambor est provisto de un nonius de N' divisiones que coincidan con (N' - 1) divisiones del tambor
graduado, la apreciacin de dicho nonius ser:
Ph
ap=--
NN'
Este procedimiento encuentra aplicacin en los tambores graduados de los carros de las mquinas.
Cuando el desplazamiento lineal se logra mediante una rueda y una cremallera, deberamos realizar los
siguientes clculos:
Siendo "Pe" el paso circular de la cremallera y "z" el nmero de dientes del pin que engrana con ella, el
desplazamiento "v" de la cremallera (o del pin, cuando aquella es fija), es:
v=p' Z11
77
Fig.50
En la que un" es el nmero de vueltas o fraccin de vuelta
que da el pin y
1 I
Siendo "d
p
" el dimetro primitivo de la rueda.
-.. - - -- v
Clculo de /a cadena cinemtica de las cajas de velocidades
Si consideramos el mecanismo representado en la figura 51 y queremos determinar las velocidades de
rotacin del eje principal 111 , la forma ms sencilla de realizar el clculo consiste en analizar sucesivamente las
velocidades que va adquiriendo cada eje, es decir, estudiar por partes el mecanismo para finalmente deducir
las velocidades de salida de la cadena cinemtica. Evidentemente deberemos empezar calculando la relacin
de transmisin de las poleas. De esta manera hallaremos la velocidad a la que gira el eje 1, a continuacin
vemos que esa velocidad de rotacin se puede transmitir por tres caminos distintos al eje 11 y de ah por otros
dos al eje 111.
Una forma rpida de saber el nmero de velocidades del rbol de salida es multiplicar entre s los grupos de
ruedas desplazables. As tendremos 3 ruedas del eje I y 2 ruedas de eje 11 , por lo tanto 3x2=6, que son el
nmero de velocidades del eje final.
Fig. 51
l z, z.. J
1 - z. -Zo - - - Ej e II!..-
i --t -8 -- Ej e II
Z, z, H--- Ej e !
Zs
Una manera cmoda de calcular las velocidades es emplear el sistema de rbol , tal y como se expone en la
siguiente tabla:
Motor EJE I EJE II EJE III
l ,
o/I NII, = NI. : 1
<
NIII, =NII, .-
l a
l .
NIII, =NII, . -
l "
l ,
dl
<
NlII, = NII, . -
nl =ninicial NI = nl -
1 NII, = NI 0;;:1
l a
d2
l .
1
NIII. =NII, .-
l "
l ,
<
NIII, = NI13 . -
l B
l .
NIII, =NII3. -
l "
78
Forma de medir las revoluciones o velocidades de elementos de mquinas
En muchas ocasiones vamos a encontrarnos con la necesidad de medir las revoluciones que proporciona un
motor o a las que gira un eje o elemento de mquina. Para esta medicin emplearemos un instrumento
denominado tacmetro. Existen dos formas de realizarla:
Medicin con contacto.- Los instrumentos empleados van dotados de un puntero cnico as como de una rueda
de medicin. Cuando nos dispongamos a medir las revoluciones de un eje, colocaremos en el tacmetro el
puntero cnico, que a su vez se pondr en contacto con el centro del eje giratorio (fig. 52a). Inmediamente
obtendremos la lectura de las revoluciones que posee. La rueda de medicin se emplea para saber la
velocidad de los elementos que se desplazan linealmente. Por ejemplo, si queremos averiguar la velocidad de
una cinta transportadora, slo tendremos que poner en contacto la rueda con la cinta (fig. 52b), seguidamente
obtendremos la lectura en el visor del instrumento. Se debe tener precaucin cuando la velocidad a medir sea
muy elevada, es decir, superior a 250m/min, ya que por motivos de seguridad, as como por la dificultad de
hacer una lectura correcta, se aconseja emplear el mtodo de medicin sin contacto.
Medicin por contacto
con palpador
Fig.52a
Medicin por contacto
con disco.
Fig.52b
Medicin sin contacto.- Para ello se utilizar un tacmetro provisto de laser o sensor ptico (fig. 53).
Conjuntamente se colocar en el elemento que gira una tira de material reflectante (fig. 54), de forma que al
orientar el tacmetro hacia esta cinta se produce la lectura de las revoluciones que adquiere el eje. Cuando la
distancia a la que se mide es pequea, es decir, inferior a 100mm, se puede hacer la lectura sin necesidad de
usar la tira adhesiva.
Fig.53
Medicin sin contacto
79
Banda
reflectante
Fig.54
Banda
reflectante
80