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8/8/2019 01_Transmision_Mecanica

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INTRODUCCIN AL TEMATRANSMISIONES MECNICAS

Compilacin de apuntes del curso deElementos de Mquinas I.

Profesor:Dr. Gonzalo Gonzlez Rey

Email: [email protected] Principal de Elementos de Mquinas

Facultad de Ingeniera MecnicaInstituto Superior Politcnico Jos A. Echeverra

Septiembre 2006


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G. Gonzlez Rey

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TRANSMISIONES MECNICAS CON MOVIMIENTO DE ROTACIN.

INTRODUCCIN.

Se denominan transmisiones mecnicas a los mecanismos que se emplean para trasmitir la energa mecnica desde la mquinao elemento motor a los rganos de trabajo de una mquina, con transformaciones de las velocidades, de las fuerzas omomentos, y a veces con la transformacin del carcter y de la ley del movimiento.

Transmisin mecnica con transformacin de las

velocidades y momentos torsores.Transmisin mecnica con transformacin del

carcter del movimiento (de rotacin a traslacin).

Aunque la anterior definicin abarca un sinnmero de transmisiones mecnicas, debe ser destacado que en las mquinasmodernas el movimiento alternativo, asociado con la transformacin del carcter del movimiento, tiende a ser sustituir por elmovimiento de rotacin.

Las transmisiones con movimiento de rotacin entre el mecanismo motor y el mecanismo movido se dividen en transmisionespor rozamiento y transmisiones por engrane, segn se muestra en la figura 1.1. Adicionalmente las transmisiones por rozamientoy por engrane se dividen en transmisiones con contacto directo o con enlace flexible.

Fig. 1.1 Diagrama clasificador de las transmisiones mecnicas.


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TEMA 1. NOCIONES GENERALES SOBRE ELCLCULO DE ELEMENTOS DE MQUINAS.

Objetivos del tema.

Identificar las funciones del diseo en la IngenieraMecnica.

Identificar los principales criterios de capacidad de cargade los elementos de mquinas

Analizar como se transmite la potencia desde el motor ala mquina.

Contenidos fundamentales del tema:Criterios de diseo fundamentales de los elementos demquinas. Anlisis de la transmisin de potencia enaccionamientos mecnicos.

1. Introducc in al Curso de Elementos de

Mquinas.Los cursos de Elementos de Mquinas I y II tienen comocontenido fundamental el estudio de los mtodos, reglas ynormas del diseo y clculo de aquellos elementos masdifundidos en las transmisiones y estructuras mecnicas queconforman las mquinas en la actualidad, garantizando entodo momento formas y dimensiones adecuadas de estoselementos de mquina por la eleccin conveniente de losmateriales, grado de precisin en la elaboracin y criterios declculo, seleccin y/o diseo avalados por la capacidad detrabajo necesaria en el elemento.

Debe estar claro, que la solucin de un clculo o proyectodeterminado esta muy vinculado con el nivel de conocimientoen ese momento del problema a dar solucin. Una solucincorrecta a un determinado problema puede convertirse enuna mala solucin cuando se aumentan los niveles deconocimiento.

Un ejemplo de la anterior afirmacin se observa en losdiseos de las bicicletas a travs de la historia. Las bicicletasmodernas, como las de carreras o de montaa que serepresentan aqu, evolucionaron a partir de sus predecesorasde los siglos XVII, XVIII y XIX. La invencin de la Draisianaen 1816, con el manillar delante, fue una mejora importantesobre los diseos anteriores. Las bicicletas impulsadas apedales aparecieron en la dcada de 1860, y en la dcada de

1890 se construan las bicicletas con las ruedas y llantas deatrs y delante de igual tamao, un plato central conectado alas ruedas mediante una cadena, ruedas inflables y frenos dezapata.

En las siguientes figuras son mostradas algunas solucionesaceptables para el diseo de bicicletas segn la poca y elnivel de conocimiento vigente.


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Por tal motivo, las soluciones que se brinden en estos cursos,como en todos las dems dirigidos al diseo mecnico y quereflejen un nivel de conocimiento determinado de la realidadno sern absolutamente correctas, pues dependen del nivelde informacin y conocimiento que se posea en ese

momento. Con el desarrollo de las investigaciones, esindiscutible que surgirn nuevos mtodos de anlisis y diseoque reflejaran ms objetivamente la realidad y que el claustrode profesores de la Divisin de Elementos de Mquinasincorporara segn se verifiquen la idoneidad de losprocedimientos de diseo y comprobacin.

2. Requisi tos Exigidos a las Mquinas en elDiseo.Durante el diseo de una mquina cualquiera, deben decumplirse toda una serie de requisitos, de los cuales unossern ms indispensables que otros en dependencia de lafuncin y tipo de mquina o diseo. Entre otros pueden ser

mencionados: fiabilidad en el rgimen de trabajo, economa(costo inicial y de explotacin relativamente bajo),rendimiento aceptable, peso adecuado, buena durabilidad,bajo nivel de ruido, seguridad, facilidad de mando(controlable) y buen aspecto exterior (esttica), entre otros.

Fiabilidad y economa.

Fiabilidad: La mquina debe ser capaz de cumplir lasfunciones a que ha sido destinada, manteniendo sus ndicesde explotacin en un plazo de servicio establecido. Algunosde los ndices pueden ser: probabilidad del trabajo sin fallo,tiempo entre fallos, etc.

Economa: La mquina debe ser capaz de cumplir lasfunciones a que ha sido destinada, con el niveles aceptablesde costo de produccin, explotacin y reparacin.

Durante el diseo de cualquier mquina, deben de sergarantizados niveles de fiabilidad y economa aceptables. Noes fcil, lograr a la vez un diseo de una fiabilidad yeconoma elevada, por lo tanto este problema se conviertenen una cuestin de compromiso para el diseador. Comoregla general, el diseador debe de lograr un balanceadecuado fiabilidad y economa en su diseo.

Si es trazada una curva que muestre el comportamiento de laeconoma relacionada con la fiabilidad, puede serdeterminada una zona donde exista cierto nivel decompatibilidad entre fiabilidad y economa. Existen dos zonasdonde los costos son elevados y por ello la mquina se diceque no es econmica al cumplir las funciones a que ha sidodestinada.

En la zona de baja fiabilidad, durante la produccin de lamquina son empleados materiales baratos que garantizanpobremente las exigencias de explotacin, procesos simplesde produccin que impiden optimizar las configuraciones delos componentes mecnicos, estas condiciones defabricacin, aunque abaratan los costos de produccin,incrementan apreciablemente los costos de reparacin ymantenimiento.

En al zona de alta fiabilidad, como se rompe poco el equipo opieza, los costos por reparacin y mantenimiento son bajos,pero no es as con los costos iniciales de produccin queaumentan apreciablemente, debido al empleo de materialesde calidad y procesos de produccin, quizs ms complejos,que garanticen el nivel de fiabilidad alto, adems el uso decoeficientes de seguridad elevados y controles de la calidad,incrementan los costos de produccin en la inversin inicial.

Por supuesto que en algunos diseos se hace necesariotrabajar en la zona de alta fiabilidad, a pesar del incrementode los costos, estos son los casos de aquellos equipos opiezas diseadas que de fallar, podra producir prdidas devidas humanas o consecuencias graves a la economa, porejemplo: elementos de una central elector-nuclear, aviones,elevadores, etc.

Una decisin entre la fiabilidad y al economa en un proyectoes siempre un compromiso. El ingeniero preferira siempreemplear el material ms resistente, pero es ms caro y, portanto, escoge un trmino medio, preferira tambin emplearun material ligero de peso, pero tiene una mayor deformacin

y acepta un compromiso entre ambas propiedades. Estoscompromisos continuos determinan que el proyectista no estesatisfecho con el articulo proyectado. El nico modo deeliminar este sentimiento de insatisfaccin es CREAR unnuevo proyecto que suprima las dificultades del anterior. Portanto, el proyecto es un estudio de decisiones que requierenun amplio conocimiento, un fondo rico en experienciaprobada y lo ms importante de todo, una imaginacincreadora ! , segn ha declarado Shigley en su libro de textoEl Proyecto en Ingeniera Mecnica.


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Rendimiento aceptable.

Se emplea el trmino de rendimiento aceptable con el fin deexigir un valor de rendimiento acorde al tipo de mquina. Es

cierto que mientras ms cercano se est al 100% derendimiento, la eficiencia del equipo ser mejor, pero esto hayque analizarlo y cotejarlo segn el tipo de agregado, mquinao equipo y los valores que presenten sus similares. Existencasos de mquinas con un 40% de eficiencia, tal es el casode los motores de combustin interna, en que se dice que elrendimiento es muy bueno; en cambio para otros agregadosmecnicos con valores mayores de eficiencia en que puedeser oportuno sealar que el rendimiento es muy bajo.

Tabla Ejemplo de rangos tpicos de eficiencia.

Maquina o equipo mecnico Rango deeficiencia

Motores de combustin interna 30 40%

Bombas hidrulicas 60 80%

Reductores de velocidad conengranajes de tornillo sinfn.

65 90%

Reductores de velocidad conengranajes cilndricos y/o cnicos.

96-99%

Peso Adecuado

El peso de la mquina tiene gran importancia en los equiposde transporte (autos, camiones, aviones, etc.), pues cadakilogramo sobrante disminuye la capacidad de transporte til.Pero en el resto de las mquinas, este requisito estvinculado con la reduccin del material y con la facilidad detransportacin. Tambin un peso elevado no permite alequipo rpidas variaciones de sus regmenes de velocidades,pues debido a su inercia le es difcil brindar respuestasrpidas a los cambios de velocidades. Por tal motivo, esconveniente que el peso de los elementos sea el menorposible sin disminuir la resistencia y fiabilidad del equipo.Muchas veces con el empleo de secciones racionales sedisminuye el peso de los elementos sin disminuirapreciablemente la resistencia de ellos.

Algunos de los ndices comparativos empleados porfabricantes y diseadores, para demostrar cuan efectivo essu equipo para realizar las funciones para la que fuediseado con un mnimo de peso, es la relacin entre lapotencia y/o la carga til con respecto a la masa del agregadomecnico.

Tabla Ejemplo de algunos ndices comparativos.

Maquina o equipo mecnico

Motores de combustin interna diesel sinsobrealimentacin.

185 73W/Kg

Motores de combustin interna diesel consobrealimentacin.

245 122W/Kg

Reductores de velocidad con 2 etapas deengranajes (serie PM).

5 10Nm/Kg

Reductores de velocidad con 2 etapas deengranajes (serie Flender).

30 50Nm/Kg

Buena durabilidad.

La durabilidad de una mquina depende mucho de lascondiciones de explotacin, pero no obstante para un

rgimen nominal de explotacin, lo que decide su durabilidades la construccin correcta de la mquina.Normalmente, durante el diseo se prev como parmetroque caracteriza la durabilidad el tiempo de explotacin delequipo (horas de vida til) o en algunos otros casos, como enequipos de transporte, el parmetro establecido son loskilmetros recorridos.

En la actualidad, es generalmente aceptable establecerdurabilidad aceptable para los nuevos diseos un plazo defuncionamiento entre 10 y 15 aos. Un perodo de vida tilsuperior supera los lmites de envejecimiento moral (el equipopierde el nivel de tecnologa moderna y caduca). Un clsicoejemplo es el diseo de autos.

Pontiac De Luxe (1937) Cadillac El Dorado (1957)

Ford Mustangs (1964) Toyota MR2 Turbo (2000).


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3. Secuencia del Diseo de Elementos deMquinas.

Indiscutiblemente que un buen diseo de mquinas, capaz degarantizar los requisitos exigidos en ellas, se obtiene luego deun buen diseo de los elementos que conforman la mquinaestudiada.

El diseo de un elemento parte de la Definicin del Problema,la cual corresponde con el conocimiento de la necesidad delelemento a disear, de los datos de partida y los resultadosque se desean obtener.

A continuacin se expone una tpica secuencia de los pasosa cumplir para el Diseo de un Elemento de Mquina.

1) Esquema del conjunto.Se confecciona un esquema del conjunto que simplifique las

construcciones de las piezas y la vinculacin entre ellas,poniendo solo las dimensiones imprescindibles paragarantizar la cinemtica deseada del mecanismo.

2) Clculo de las Cargas Actuales.Se determinan las cargas sobre los elementos, definiendo elcarcter de su ciclo de aplicacin (intermitente, alternativo,constante, etc.). Tambin se realiza una definicin de la leyde distribucin de las cargas en los elementos (cargasconcentradas, distribuidas, etc.). Deben de ser consideradaslas cargas mximas del ciclo, as como las de amplitud delciclo de carga. Tambin deben ser tomadas en cuenta lascargas que pueden ser producidas por otros factores, como la

dilatacin trmica de las piezas, impactos, etc.

3) Eleccin de los Materiales.Se eligen los materiales para elaborar las piezas, segn lascaractersticas fsico-mecnicas que deben reunir(maquinabilidad, ductilidad, posibilidades de tratamientostrmicos o trmico-qumicos, etc.), el costo, posibilidad deadquisicin, etc.

4) Dimensionado Previo.A partir de un criterio de diseo basado en una exigencia dela pieza que garantice su capacidad de trabajo, sedeterminan las dimensiones fundamentales. En esta parte eldimensionado total del elemento no es definido, pues se harealizado el diseo sin considerar el efecto de la forma de lapieza ni el tipo de elaboracin mecnica.

5) Ajuste Geomtrico.Son trazados los planos de ensamble lo que permitedeterminar el resto de las dimensiones de las piezas a partirde cierres geomtricos, normalizacin de las medidas ytendencias estadsticas de la relacin entre las dimensiones.En los planos de taller (pieza) se especifican todas las

dimensiones, tolerancias, acabado superficial, durezas,recubrimiento, etc.

6) Clculos de Comprobacin.Son comprobadas las piezas segn los diferentes criterios de

capacidad de trabajo, se determinan los niveles de seguridaden las secciones peligrosas por resistencia, lasdeformaciones elsticas, las temperaturas mximasalcanzadas y el nivel de las amplitudes de vibracionescuando alcanzan las velocidades crticas, entre otros.

4. Caractersticas Fundamentales de lasTransmisiones Mecnicas.

Los elementos que componen un accionamiento son:

Aunque el objetivo fundamental del curso es el estudio de lastransmisiones mecnicas, y dentro de ellas, las que poseencomo base un movimiento de rotacin ininterrumpido, esimportante destacar que en la actualidad pueden seridentificados diferentes tipos de transmisiones de energa.Las ms utilizadas son:

Transmisiones elctricas.Transmisiones hidrulicas.Transmisiones neumticas.Transmisiones mecnicas.

La transmisin como elemento del accionamiento, puedeestar formada por uno de los tipos antes mencionados, o poruna combinacin de ellos.

Las transmisiones mecnicas en su forma ms generalpueden definirse de la siguiente forma.

TRANSMISIONES MECANICAS

Son aquellos mecanismos que se emplean para transmitir laenerga mecnica desde la mquina motriz hasta los rganosde trabajo de la mquina movida, con transformacin develocidad, fuerza o momento; y a veces con transformacindel carcter y la ley de movimiento.


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5) Ocasionalmente no se puede lograr la unin directa delmotor con la mquina, por razones de seguridad, comodidadde servicio o diferencia de tamaos.

Transmisiones por correas, cadenas y engranajes.

Las transmisiones por correas, por cadenas y por engranajes,se encuentran prcticamente en todos los accionamientosmecnicos. Estas transmisiones pueden estar instaladasindependientes o combinadas, de acuerdo a lascaractersticas del accionamiento en cuestin. Por su ampliouso, sern estudiadas en detalle en el presente curso.

Antes de llevar a cabo la verdadera estructuracin y clculode una transmisin, es preciso elegir, entre determinadasclases de transmisin, el tipo y forma constructiva msapropiada. Esto exige:Tener un conocimiento claro y preciso de las exigencias y delas condiciones de funcionamiento.

Estar suficientemente familiarizado con las propiedadesespeciales de las transmisiones y formas de construccin quepuedan presentarse.Poseer datos suficientes para determinar racionalmente lasprincipales dimensiones de las transmisiones utilizables, enfuncin de la potencia y velocidad que se desean transmitir.

Disponer de otros datos para poder estimar fcilmente todocuanto se refiere a peso y precio, y hacer las comparacionespertinentes basndose en las dimensiones principales.

5. Parmetros Dinmicos en Diferentes Puntosde una Transmisin.

Relaciones entre carga, velocidad y potencia entransmisiones mecnicas.

Durante la transmisin del movimiento se producen prdidasde potencia, debido al efecto de la friccin, ruido, batimientode aire o aceite, etc. Teniendo esto en cuenta la eficiencia dela transmisin puede ser calculada como:

entrada

perdidas

)(min

)(

N

N-entrada

entradaistradasu

salidatilN

N

N==

En las transmisiones que trabajan con movimiento derotacin, es interesante conocer como se relaciona elmomento torsor con la eficiencia, esto se analizar a travsdel siguiente ejemplo.

Ejemplo 1

El esquema muestra el accionamiento de un equipo de izaje,compuesto por un motor elctrico, una tambora con cable yun sistema de apoyos. A partir de la velocidad de elevacinde la carga y su peso, se desea conocer el momento torsordel motor y la frecuencia de rotacin de la tambora.

Del enunciado del problema se tienen los siguientes datos:DT en [mm]F en [N]V en [m/s]

y se desea calcular el momento torsor que entrega el motor,Mtm = MtE en [Nm] y la frecuencia de rotacin de la tamboranT = nS en [min-1]. Para esto se analizar el elemento motor y

el elemento movido por separado.

Figura 1- Esquema del accionamiento de la tambora.

Elemento motor.

El movimiento en este elemento es de rotacin por lo que lapotencia se calcula como:

[ ]kWmtE E

MN = (1)

La velocidad angular se calcula en funcin de la frecuenciade rotacin del motor por la relacin:

[ ] rad301-

=m

m

n

(2)

Sustituyendo la ecuacin (2) en (1), y despejando el momentotorsor, se obtiene la primera incgnita del problema, elmomento torsor que entrega el motor.

POTENCIATrabajo por unidad de tiempo. Puede calcularse como:

vFN = MtN =


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==

m

m

ttn

NMM

Em

30000[Nm] (3)

En esta ecuacin (3), la potencia se sustituye en [kW] y lafrecuencia de rotacin en [rpm].

Elemento movido.

El movimiento en este elemento es rectilneo por lo que lapotencia se calcula por la ecuacin (4) y el momento torsor ala salida se calcula por la frmula (5):

vFN 1000 = [kW] (4)

[ ]Nm2000

Tt

DFM

S= (5)

Como lo que se conoce es la velocidad lineal de elevacin delpeso, se trabaja con la relacin entre la velocidad lineal y lavelocidad angular, obteniendo a partir de sta la frecuenciade rotacin de la tambora.

[ ]

[ ]

[ ]rpm60000

rad30

2000

m/s10002

1-

=

=

=

=

TT

T

TT

TT

D

vn

n

D

v

Dv

Conociendo todos los datos necesarios, se puede calcularentonces la eficiencia del accionamiento.

Eficiencia del accionamiento.

La eficiencia se calcula por la ecuacin (6), a partir de larelacin entre la potencias a la entrada y a la salida. Como yase conocen los momentos torsores y las velocidadesangulares, a la entrada y salida del accionamiento, se puedeplantear que:

mt

Tt

E

S

M

M

= (6)

Como las velocidades angulares son iguales la ecuacin

queda como:

E

S

t

t

M

M= (7)

Adicionalmente, y como resultado de la ecuacin (7), resultauna interesante relacin entre el torque de salida y el torquede entrada:

[ ]NmMS

t = EtM (8)

Esta ltima ecuacin ser muy til para el anlisis de lastransmisiones mecnicas durante el curso. Es necesariodestacar que en aquellos mecanismos donde la potencianominal transmitida es constante, existe una relacin inversaentre la carga y la velocidad, de manera que si no existe

deslizamiento durante el movimiento, siempre que uno de losparmetros vare, el otro se modificar de forma inversa, estolleva al empleo de las transmisiones mecnicas con elobjetivo de buscar la combinacin adecuada de fuerza yvelocidad.

Razn y relacin de transmisin .A la hora de abordar el estudio de las transmisionesmecnicas, es importante tener bien definidos los conceptosde razn y relacin de transmisin.

Razn de transmisin.La razn de transmisin es un parmetro que permite

cuantificar la transformacin de las velocidades angulares ylos momentos, en transmisiones con movimiento de rotacin.La razn de transmisin cinemtica se define como:

Considerando los subndices 1 como la entrada y 2 como lasalida, la ecuacin para evaluar la razn de transmisincinemtica ser:

2

1

2

1

2

12,1

30

30 n

n

n

nu =

==

De acuerdo al valor que tome la razn de transmisin, lastransmisiones se pueden clasificar en:

Reductoras Cuando u1,2>1, por tanto n1> n2

Multiplicadoras Cuando u1,2


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,

S

E

SEn

ni =

Teniendo en cuenta esta relacin, se modifica la ecuacin (8),quedando comoecuacin general la siguiente:

[ ]Nm, = SEtt iMM ES

Es importante que se conozcan las caractersticas de lastransmisiones mecnicas ms usuales en la prctica, puesayuda en casos de una definicin del tipo de transmisinmecnica que se recomienda en un accionamientodeterminado. La siguiente tabla brinda algunos valorestpicos.

Tabla.- Parmetros de las transmisiones.

Transmisiones mecnicas

Correas Cadenas EngranajesParmetros

tpicos Planas Trapecial Rodillos Cilndricos Sinfn

Eficiencia parauna etapa

0.95 -0.97

0.96 0.97-0.99

0.99 0.85-0.9

Mxima razn detransmisin

5 8-15 contensores

10-15 20

Potencia mximatransmisible [kW]

2000 1000 -1500

3500 50000 200

Velocidadperifricamxima [m/s]

25-50 25-30 15 10 - 25 10

Durabilidadaproximada [h]

5000 5000 15000 40000

Analizando la anterior tabla se puede concluir que:En el grupo de transmisiones por enlace flexible, las ms

rpidas son las transmisiones por correas y poleas, y lasque transmiten mayor potencia son las transmisiones porcadenas.

Las transmisiones por engranajes son muy compactas ytienen gran capacidad de carga.

Las caractersticas que aparecen en la tabla y lasposiciones de los ejes, entre otros aspectos como el costode inversin y mantenimiento, definen la ubicacin de lastransmisiones mecnicas en los accionamientos.

6. Conclusiones.

Transmisiones mecnicas son aquellos mecanismos que seemplean para transmitir la energa mecnica desde la

mquina motriz hasta los rganos de trabajo de la mquinamovida, con transformacin de velocidad, fuerza o momento;y a veces con transformacin del carcter y la ley demovimiento.

Con el empleo de las expresiones de clculo estudiadas sepueden determinar los parmetros fundamentales defuncionamiento de los accionamientos mecnicos.

Con el estudio de las diferentes transmisiones mecnicas sepuede concluir que para seleccionar la ms adecuada esnecesario tener en cuenta diferentes aspectos encorrespondencia con la aplicacin dada:

- Distancia entre centros

o Relacin de transmisino Potenciao Velocidad perifricao Pesoo Tamaoo Eficienciao Costo

La potencia a la salida de un accionamiento es menor que ala entrada, y depende del valor de la eficiencia. La eficienciade un accionamiento esta en funcin de sus componentes, lacalidad de su elaboracin y la cantidad de componentes y lamenor eficiencia de los componentes vinculados en elaccionamiento, entre otros aspectos.

Si una transmisin es reductora el momento torsor a la salidaes mayor que el de entrada y la velocidad angular del rbolde salida es menor que la del rbol de entrada.

Para realizar el diseo y comprobacin de las transmisionesmecnicas es necesario conocer las caractersticas de lasdiferentes transmisiones y poder determinar los parmetrosfundamentales de estas en cualquier punto.


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7. Autopreparacin.

Ejercicio 1.En el esquema del accionamiento del secador, determine:a) Frecuencia de rotacin del tambor, n7.

b) Torque aplicado al tambor.

Datos: z3, z4, z5, z6, z7,T, Nm, nm, d1, d2

Figura - Esquema del accionamiento del tambor secador.

Ejercicio 2.El esquema muestra el accionamiento de un elevador decarga, el sistema trabaja en un rgimen nominal estacionario.

a) La potencia del motor es suficiente para elevar el peso?Justifique su respuesta.

b) Cul es la velocidad nominal de elevacin de la carga?c) Cmo duplicar la velocidad de elevacin?

Datos:Potencia del motor N = 4 kWFrecuencia de rotacin del motor n = 1750 rpmRelacin de transmisin del redactor ireductor= 80Dimetro de la tambora DT= 300 mmCarga nominal de elevacin G = 10 kN

Eficiencia (total) del accionamientot = 0.96

Figura - Accionamiento de un elevador de carga.

Ejercicio 3.Dado el siguiente accionamiento, calcule:a) Relacin de transmisin del reductor sinfn.b) Momento torsor a la salida del accionamiento.c) Proponga soluciones de accionamientos que cumplan

con las mismas relaciones cinemticas.

Datos:Potencia del motor, Nm = 0.75 kWFrecuencia de rotacin del motor, nm = 1750 min-1Frecuencia de rotacin de salida, n4 = 14 min-1Nmero de dientes de la rueda cilndrica 1, z1 = 20Nmero de dientes de la rueda cilndrica 2, z2=100

Figura - Esquema del accionamiento con reductor sinfn.

Ejercicio 4.

Calcule la frecuencia de pedaleo del ciclista mostrado (npin),para una bicicleta que se desplaza a 3.5 km/h y que poseeuna transmisin por cadenas con pin de 23 dientes y rueda

(catalina) de 44 dientes. Las ruedas son de 26 pulgadas(dimetro de los neumticos).


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Ejercicio 5.

Del siguiente accionamiento diga:

a) Cul es el peso mximo que puede levantarse conuna velocidad de 10m/s, si se consume toda lapotencia del motor con una eficiencia del 98% en elengranaje.

b) Determine la relacin de transmisin del engranaje.c) Calcule el momento torsor a la salida de la correa.

Datos:Potencia en el motor Nm= 10 Kw

Frecuencia de rotacin en el motor nm

= 550 rpmEficiencia de la transmisin por correa = 0,96

Eficiencia de la transmisin por engranaje = 0,98Razn de transmisin de la correa y poleas ucorrea= 1,2Dimetro de la tambora DT= 500rpm

Ejercicio 6:

La figura muestra el accionamiento para una bicicleta.

Diga:

a) A qu velocidad se desplaza el vehculo si el eje

del motor (1) gira a 3 000 rpm?b) Cul es la frecuencia de rotacin del rbol que

sostiene a la polea 2?. Calcule el momento torsoren ese rbol.

c) Cul es la potencia que consume en el motor parauna fuerza tractiva en las ruedas de 250 N?

d) Si se quiere ubicar una transmisin por friccin,entre el motor y la rueda trasera de la bicicleta.Qu dimetro debe tener la rueda conductora quese ubique en el motor?

e) Cuntas vueltas da el eje del motor para que elvehculo avance 100 m?

Datos:Dimetro de la polea en el motor d1 = 80 mm.Dimetro de la polea en rbol intermedio d2= 250 mm.Nmero de dientes en la catalina z3 = 49Numero de dientes en el pin z 4 = 20Dimetro de la rueda (neumticos) Drueda= 700 mmFrecuencia de rotacin nominal del motor n = 3000 rpm.Considere valores aproximados de eficiencia.


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