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ESTUDIO DE LOS MECANISMO BÁSICOSTRANSCRIPT
Por WWW.AREATECNOLOGIA.COM
COPIA ESTOS EJERCICIOS E INTENTA RESOLVERLOS SEGÚN VAS VIENDO EL TUTORIAL
1ª) Escribe la fórmula de equilibrio de un balancín.2ª) Calcula la fuerza que se puede levantar con un balancín haciendo una fuerza de 40Kg sobre una barra de 10m, si la barra donde ponemos el peso es de 2m.3ª)a) Cuál es la fórmula de la polea simple? b) Cuál es la ventaja de una polea simple?4ª) Calcula la fuerza necesaria para levantar un peso de 70Kg con una polea móvil.5ª) ¿Qué fuerza necesitamos para levantar 2000Kg con un polipasto de 3 poleas móviles?6ª) ¿Qué es un tren de poleas?. Dibuja una reductor y otro multiplicador con 4 poleas.7ª) Si en un sistema de poleas la polea motriz tiene 20cm de diámetro y gira a una velocidad de 1000rpm.¿A qué velocidad girará la polea conducida si tiene un diámetro de 90cm?8ª) Queremos conseguir una velocidad de salida de 2000rpm con sistema de poleas cuya polea motriz gira a 5000rpm y tiene un diámetro de 10cm. ¿De qué diámetro tendría que ser la polea conducida?9ª) a) Calcula la velocidad de salida de un engranaje con dos ruedas dentadas y con los siguientes datos: Velocidad motriz 1000rpm, número de dientes de la motriz 40. Número de dientes de la conducida 80. b) ¿Qué velocidad de salida tendrá el engranaje anterior si cambiamos la rueda conducida por otra de 20 dientes? Calcula la relación de velocidad de los dos sistemas. Vs/Ve y sus esquemas.10ª) ¿A qué velocidad girará una rueda de 25 dientes enganchada a un tormillo sin fin que gira a 5000rpm?. Calcula su relación de velocidad. Vrueda=Vtornillo/dientes rueda.11ª) En una bicicleta que tiene una rueda dentada en los pedales de 90dientes y en la rueda trasera una de 20 dientes damos 40 vueltas de pedal cada minuto. Calcula la velocidad en rpm a la que nos moveríamos. Engranajes con cadena.12ª) Dibuja y explica que transformación de movimientos hay en los siguientes mecanismos:Piñon-cremallera. b) Tornillo-tuerca c) Excéntrica d) Leva e) cigüeñal f) Biela-cigüeñal.13ª) a) Diferencia entre junta oldham y cardan b) Diferencia entre cojinete y rodamiento14ª) ¿Qué 3 tipos de frenos son los más habituales?
DEFINICIÓN: ELEMENTOS QUE PERMITEN MODIFICAR UNA FUERZA, UNA VELOCIDAD DE ENTRADA Y/O UN MOVIMIENTO DE ENTRADA EN OTROS DIFERENTES DE SALIDA.
PARA EL ESTUDIO DE LOS MECANISMOS LOS
PODEMOS CLASIFICAR EN 4 GRUPOS DIFERENTES:
GRUPO 1MECANISMOS QUE SE UTILIZAN PARA MODIFICAR LA FUERZA DE ENTRADA:
-BALANCÍN-POLEA SIMPLE
-POLEA MÓVIL O COMPUESTA-POLIPASTO.
-MANIVELA-TORNO
GRUPO 2MECANISMOS QUE SE UTILIZAN PARA MODIFICAR LA VELOCIDAD:
-RUEDAS DE FRICCIÓN-SISTEMA DE POLEAS
-ENGRANAJES (RUEDAS DENTADAS).-SISTEMAS DE ENGRANAJES CON CADENA.
-TORNILLO SIN FIN-RUEDA DENTADA
GRUPO 3MECANISMOS QUE SE UTILIZAN PARA MODIFICAR EL MOVIMIENTO:
-TORNILLO-TUERCA.- PIÑON-CREMALLERA
-BIELA-MANIVELA-CIGÜEÑAL-BIELA
-EXCÉNTRICA.-LEVA.
-TRINQUETE.
GRUPO 4OTROS MECANISMOS:
-LOS FRENOS SE UTILAN PARA REGULAR EL MOVIMIENTO, TENEMOS 3 TIPOS: DE DISCO, DE CINTA Y DE TAMBOR.
-MECANISMOS PARA ACOPLAR O DESACOPLAR EJES: EMBRAGUE DE FRICCIÓN, EMBRAGUE DE DIENTES, JUNTAS OLDHAM Y JUNTA CARDAM.
-MECANISMOS QUE ACUMULAN ENERGÍA: LOS MUELLES Y LOS AMORTIGUADORES.
-MECANISMOS QUE SE USAN DE SOPORTE: COJINETES Y RODAMIENTOS
MECANISMOS QUE SE UTILIZAN PARA MODIFICAR LA FUERZA DE ENTRADAESTOS MECANISMOS SE UTILIZAN PARA CONSEGUIR LEVANTAR
UN PESO GRANDE CON UNA FUERZA PEQUEÑA
Eje de giro
Por ejemplo si queremos despejar la fuerza necesaria para levantar un peso:
F= (P x dp)/ df
F=fuerza P=peso dp=distancia del peso al eje de giro df=distancia de la fuerza al eje de giro
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O COMPUESTA
MANIVELA-TORNO
d
F
P=Peso a levantar
r= radio del torno
Fórmula:
F x d = P x r
GRUPO 2MECANISMOS QUE SE UTILIZAN PARA MODIFICAR LA
VELOCIDAD
Estos mecanismos se usan para convertir una velocidadde entrada en otra diferente de salida
Conceptos previos: - Al ser mecanismo giratorios, la velocidad que usaremos es laVelocidad en r.p.m.=revoluciones por minuto. Es decir lasVueltas que se darán en un minuto. Un eje que gira a unaVelocidad de 1500rpm quiere decir que dará 1500 vueltasEn un minuto.
- La relación de velocidad es la cantidad de veces que el Mecanismo va más rápido o lento a la salida que a la entrada. Siempre se deja en forma de fracción. La fórmula es Rv= Vs/Ve Rv=relación de velocidad; Vs= velocidad de salidaVe= velocidad de entrada. Veamos unos ejemplos:
Rv=1/1 El mecanismo tiene la misma velocidad a la entrada que a la salida.
Rv = 1/5 El mecanismo reduce la velocidad 5 veces a laSalida. Si a la entrada tiene una velocidad de 5000rpm, a la
Salida tendrá una velocidad de 1000rpm.
Mecanismo Reductor de Velocidad
Rv= 5/1 El mecanismo va 5 veces más rápido a la salidaque a la entrada. Si a la entrada tiene una velocidad de 5000rpm a la salida tendrá una velocidad de 25000rpm.
Mecanismo Multiplicador de Velocidad
¡¡¡SIEMPRE EN FORMA DE FRACCIÓN!!!
RUEDAS DE FRICCIÓN
V1
V2
D1= diámetro de la rueda 1D2= diámetro de la rueda 2
V1=velocidad de la rueda 1 (en r.p.m.)V2=velocidad de la rueda 2 (en r.p.m.)
Fórmula: D1 x V1 = D2 x V2
Rueda motríz
Rueda conducida
Rueda motríz es la que está enganchada al motor. A veces a V1 se le llama N1 y V2=N2
El movimiento se transmite de una rueda a otra mediante fricción=rozamiento.
SISTEMA DE POLEAS O
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ESTE ES UN EJEMPLO DEL LLAMADOSISTEMA DE POLEAS DE CONOS INVERTIDOS
CON UN MOTOR PODEMOS CONSEGUIRDIFERENTES VELOCIDADES DE GIRO
DE LA BROCA(CAMBIANDO LA CORREA DE TRANSMISIÓN)
SISTEMA DE ENGRANAJE CON CADENAS
Los cálculos son iguales que en los engranajes:
V1 x D1 = V2 x D2
La diferencia o ventaja es que podemos tenerlos ejes de las ruedas dentadas separados
gracias a la cadena
N1=V1N2=V2
Vsalida=Vrueda El motor siempre va en el tornillo
Vs= Vmotor / Dientes de la rueda
GRUPO 3MECANISMOS QUE SE UTILIZAN PARA MODIFICAR EL
MOVIMIENTO
TORNILLO TUERCA
Se emplea en la conversión de un movimiento giratorio en lineal
Mecanismo de transmisión y transformación de movimiento giratorio en lineal o viceversa
Biela
Manivela
BIELA-MANIVELA
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Básicamente está formado por una rueda dentada y una uñeta que puede estar accionada por su propio peso o por un mecanismo de resorte. La uñeta hace de freno, impidiendo el giro de la rueda dentada en el sentido no permitido. Permite el giro de un eje en un solo sentido
TRINQUETE
GRUPO 4OTROS MECANISMOS
LOS FRENOS: SE UTILAN PARA REGULAR EL MOVIMIENTO, TENEMOS 3 TIPOS: DE DISCO, DE CINTA Y DE TAMBOR.
FRENOS DE DISCO:
El eje gira con el disco. Unas zapatas frenanEl disco y a la vez el disco frena el eje.
5= Disco 6=zapatas
FRENOS DE CINTA: AL TIRAR DE LA PALANCA LA CINTAROZA CON EL DISCO FRENANDOLE. EL EJE IRÁ EN ELEJE Y SE FRENA TAMBIÉN.
FRENOS DE TAMBOR: El freno de tambor es un tipo de freno en el que la fricción se causa por un par de zapatas o pastillas que presionan contra la superficie interior de un tambor giratorio, el cual está conectado al eje o la rueda.
EJE
ZAPATA
TAMBOR
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MECANISMOS PARA ACOPLAR O DESACOPLAR EJES
EMBRAGUE DE FRICCIÓN: SE UNEN LOS EJES POR LAFUERZA DE ROZAMIENTO DE 2 SUPERFICIES.
EMBRAGUE DE DIENTES: EL ACOPLAMIENTO TIENELUGAR CUANDO ENCAJAN LOS DIENTES
JUNTAS OLDHAM Y CARDANSE UTILIZAN PARA UNIR DOS EJES QUE ESTAN
DESALINIADOS O EN ÁNGULO.
JUNTA CARDAM
Para unir ejes no alineados Para unir ejes en ángulo
JUNTA OLDHAM
Ver video del funcionamiento
PARA ACUMULAR ENERGÍA SE USAN LOS MECANISMOSDE MUELLES Y AMORTIGUADORES
Los muelles absorben energía cuando se les somete a presiónEsta energía pueden liberarla más tarde.
Los amortiguadores están formadosPor muelles helicoidales de acero.
Amortiguador de gas
Los soportes son elementos que sirven de apoyo a los ejes o árboles. Hay dos fundamentales:
cojinetes y rodamientos
Los cojinetes no giran con el eje. El ejegira sobre su agujero.
Los rodamientos giran en su interior con elEje.
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