Sistemas Mecánicos (Simples) Cuando la máquina es sencilla y realiza su trabajo en un solo paso nos encontramos ante una máquina simple. Muchas de estas máquinas son conocidas desde la prehistoria o la antigüedad y han ido evolucionando incansablemente (en cuanto a forma y materiales) hasta nuestros días. Algunas inventos que cumplen las condiciones anteriores son: cuchillo, pinzas, rampa, cuña, polea simple, rodillo, rueda, manivela, torno, hacha, pata de cabra, balancín, tijeras, alicates, llave fija... Esta maquinas, se dividen en: La rueda, Las palancas, y Plano inclinado. La Rueda Es un disco con un orificio central por el que penetra un eje que le guía en el movimiento y le sirve de sustento. La parte operativa de la rueda es la periferia del disco, que se recubre con materiales o terminaciones de diversos tipos con el fin de adaptarla a la utilidad correspondiente. Algunas de las ruedas más empleadas son: *Rueda dentada: se empleada para la transmisión del movimiento giratorio entre ejes.   *Rueda de transporte: empleada para reducir el rozamiento con el suelo. Unas muy empleadas con las de cámara de aire. *Polea: muy empleada tanto para la transmisión de movimientos como para la reducción del esfuerzo al elevar o mover pesos. *Turbinas (rueda de palas): empleadas para la obtención de un movimiento giratorio a partir del movimiento de un fluido (agua, aire, aceité...) Rueda Dentada Rueda de Transporte Rueda de Polea Rueda de turbinas Historia Desde el punto de vista técnico se supone que la rueda evolucionó a partir de un rodillo al que se le había colocado un eje a través de un agujero central, y aunque no   existen pruebas concluyentes, se supone que rodillos de madera fabricados a partir de troncos de árbol ya fueron empleados por los egipcios hacia el 3500 a.C para el transporte de cargas pesadas. No obstante, parece ser que la primera aplicación de la rueda como tal corresponde a los tornos de alfarería (hacia el 3300 a. de C. en el oriente medio), en forma de sencillo disco de madera montado sobre un cono giratorio impulsado a mano.  Las ruedas son utilizadas comúnmente para: *Facilitar el desplazamiento de objetos reduciendo el rozamiento entre superficies (tren de rodadura, rodillo, rodamiento); como en carretillas, coches, bicicletas. *Obtener un movimiento rotativo en un eje a partir del movimiento del agua (rueda de palas, noria, turbina o rodete); como en contadores de agua, molinos de agua. *Transmitir un movimiento giratorio entre ejes (polea, piñón, ruedas de fricción...); como en lavadoras, neveras, bicicletas, motos, motores de automóvil, taladros, tocadiscos. *Reducir el esfuerzo necesario para elevar una masa (polea de cable, polea móvil, polipasto...); como en pozos de agua, grúas, ascensores. *Transformar en giratorio otros movimientos o viceversa (excéntrica, leva, torno); como en piedras de afilar, máquinas de coser, ruedas de timón. De la rueda se derivan: Rodillo, Tren de rodadura, Rueda, rueda dentada(engranajes), poleas fijas , móviles, polipastos y el sistema polea correa. El Rodillo Es simplemente un cilindro (o un tubo) mucho más largo de grueso. Historia: Se supone que rodillos fabricados en madera (troncos macizos de árbol) ya fueron empleados hace más de 5000 años por los egipcios para el desplazamiento de cargas pesadas. A partir de ese momento el rodillo no evolucionó como tal, excepto su transformación en rueda permitiendo el desplazamiento con la carga. Utilidad: *Permite suprimir (más bien minimizar) la fricción que existe entre un objeto y la superficie sobre la que se mueve, al convertir el desplazamiento por deslizamiento en desplazamiento por rodadura. La principal diferencia entre el rodillo y la rueda es que esta se desplaza con el objeto que se mueve (va unida a él gracias al eje y el soporte), mientras que el rodillo no (permanece fijo en el espacio o se traslada a diferente velocidad que el objeto). Tipos de Rodillos *Cojinetes:Estos mecanismos son de gran utilidad para reducir la fricción que aparece entre la rueda y el eje (o entre el eje y la armadura en el caso de que aquel gire solidario con la rueda), pues convierte un giro con deslizamiento en uno con rodadura.  *Pasillo rodante: Es una superficie formado por rodillos sobre los que se desliza la carga sin apenas fricción. Es empleado en grandes almacenes, centros de distribución de cargas, cajas de los centros comerciales, cintas transportadoras... Empleado tanto en repostería (rodillo de amasar) como en las grandes acerías (tren de laminación), permite reducir el espesor de un material. *Tren de rodadura:Es un mecanismo compuesto por ruedas, que facilitan el empuje y arrastre de objetos, ya que reduce el rozamiento con la superficie.  *La Rueda dentada: es una rueda con el perímetro totalmente cubierto de dientes. El tipo más común de rueda dentada lleva los dientes rectos (longitudinales) aunque también las hay con los dientes curvos. *Las poleas: son ruedas que tienen el perímetro exterior diseñado especialmente para facilitar el contacto con cuerdas o correas. *Polea simple: una polea que está unida a otro operador a través del propio eje. Siempre va acompañada, al menos, de un soporte y un eje. Polea móvil: de cable es aquella que va unida a la carga y se desplaza con ella. Debido a que es un mecanismo que tiene ganancia mecánica (para vencer una resistencia "R" es necesario aplicar solamente una potencia "P" ligeramente superior a la mitad de su valor "P>R/2") se emplea en el movimiento de cargas, aunque no de forma aislada, sino formando parte de polipastos. *Polipasto: es una combinación de poleas fijas y moviles. Debido a que tiene ganancia mecánica su principal utilidad se centra en la elevación o movimiento de cargas. La podemos encontrar en grúas, ascensores, montacargas, tensores... Sistema polea de correa: trabaja necesariamente como polea fija y, al menos, se une a otra por medio de una correa, que no es otra cosa que un anillo flexible cerrado que abraza ambas poleas.

Las Palancas

la palanca  es una barra rígida que oscila sobre un punto de apoyo (fulcro) debido a la acción de dos fuerzas contrapuestas (potencia y resistencia).

Las palancas tienen cuatro elementos muy importantes que son:
Potencia (P): fuerza que tenemos que aplicar.
Resistencia (R): fuerza que tenemos que vencer; es la que hace la palanca como consecuencia de haber aplicado nosotros la potencia.
Brazo de potencia (BP): distancia entre el punto en el que aplicamos la potencia y el punto de apoyo (fulcro).
Brazo de resistencia (BR): distancia entre el punto en el que aplicamos la resistencia y el (fulcro).






                  Hay tres tipos de palancas: 
Palanca de primer grado: Se obtiene cuando colocamos el fulcro entre la potencia y la resistencia. Como ejemplos clásicos podemos citar la pata de cabra, el balancín, los alicates o la balanza romana.



Palanca de segundo grado: Se obtiene cuando colocamos la resistencia entre la potencia y el fulcro. Según esto el brazo de resistencia siempre será menor que el de potencia, por lo que el esfuerzo (potencia) será menor que la carga (resistencia). Como ejemplos se puede citar el cascanueces, la carretilla o la perforadora de hojas de papel.

Palanca de tercer grado: Se obtiene cuando ejercemos la potencia entre el fulcro y la resistencia. Esto tras consigo que el brazo de resistencia siempre sea mayor que el de potencia, por lo que el esfuerzo siempre será mayor que la carga (caso contrario al caso de la palanca de segundo grado). Ejemplos típicos de este tipo de palanca son las pinzas de depilar, las paletas y la caña de pescar. A este tipo también pertenece el sistema motriz del esqueleto de los mamíferos.

Plano Inclinado

Es una superficie plana que forma con otra un ángulo muy agudo (mucho menor de 90º). En la naturaleza aparece en forma de rampa, pero el ser humano lo ha adaptado a sus necesidades haciéndolo móvil, como en el caso del hacha o del cuchillo.

Las principales aplicaciones que tiene el plano inclinado son:

La rampa: es una superficie plana que forma un ángulo agudo con la horizontal.
Viene definida por su inclinación, que puede expresarse por el ángulo que forma con la horizontal o en porcentaje (relación entre la altura alcanzada respecto a lo que avanza horizontalmente, multiplicado por 100). Este último es el que se emplea usualmente para indicar la inclinación de las carreteras.

Parte de su historia:
Aunque el plano inclinado es un operador presente en la naturaleza (en forma de rampa o cuesta) y que ya había sido fabricado en forma de cuña (puntas de flecha y lanza, hachas...) por parte de las culturas prehistóricas, se supone que no empezaron a construirse rampas conscientemente hasta el nacimiento de las culturas megalíticas (4000 a.C.) y la consiguiente necesidad de desplazar y emplear grandes bloques de piedra.

Su utilidad se centra en: reducir el esfuerzo necesario para elevar un peso y dirigir el descenso de objetos o líquidos.

La Cuña: sencillamente de define como un prisma triangular con un ángulo muy agudo. También podríamos decir que es una pieza terminada en una arista afilada que actúa como un plano inclinado móvil.


Parte se su historia: El hombre de Cromañón ya la empleaba bajo la forma de hacha, cuchillo y puntas de lanza.En el 3000 a.C ya se empleaba en las canteras egipcias para la separación de grandes bloques de piedra y para extraer tablas de los árboles. También por esta época se empieza a emplear en forma de sierra para madera.
En 1906 se patenta la cremallera formada por dientes que se engarzan entre sí por efecto de dos planos inclinados que los presionan. Una cuña introducida entre ellos permite separarlos.

Su utilidad, es muy variada: 
*Modificar la dirección de una fuerza.
*Convertir un movimiento lineal en otro perpendicular.
*Herramienta para corte, hace uso de la arista afilada (cuchillo, abrelatas, tijeras, maquinilla eléctrica, cuchilla de torno...) o al tallado de pequeñas cuñas (dientes de sierra) que en su movimiento de avance son capaces de arrancar pequeñas virutas (sierra para metales, serrucho, sierra mecánica, lima...).

Tornillo:es un operador que deriva directamente del plano inclinado y siempre trabaja asociado a un orificio roscado. 
Sencillamente se define como un plano inclinado enrollado sobre un cilindro, o lo que es más realista, un surco helicoidal tallado en la superficie de un cilindro (si está tallado sobre un un cilindro afilado o un cono tendremos un tirafondo).


La cabeza: permite sujetar el tornillo o imprimirle el movimiento giratorio con la ayuda de útiles adecuados ( llaves fijas o inglesas, destornilladores o llaves Allen). Las más usuales son la forma hexagonal o cuadrada, pero también existen otras (semiesférica, gota de sebo, cónica o avellanada, cilíndrica...).
El diámetro: es el grosor del tornillo medido en la zona de la rosca. Se suele dar en milímetros, aunque todavía hay algunos tipos de tornillos cuyo diámetro se da en pulgadas.
La longitud: del tornillo es lo que mide la rosca y el cuello juntos.
El perfil de rosca: hace referencia al perfil del filete con el que se ha tallado el tornillo.

Tirafondo: es un tornillo afilado dotado de una cabeza diseñada para imprimirle un giro con la ayuda de un útil (llave fija, destornillador, llave Allen...). 


Su utilidad se centra más  en la unión desmontable de objetos en las que el propio objeto es el que hace de tuerca. Los materiales que puede unir son muy diversos: plásticos, maderas, metales... Se emplean mucho en automóviles, estanterías, juguetes, ordenadores...