practicas de mecanismos-2012

8/20/2019 Practicas de Mecanismos-2012

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INSTITUTO

POLITÉCNICONACIONAL

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA

ACADEMIA DE MECÁNICA

MECANISMOS

LABORATORIO DE MECANISMOS

FEBRERO 2012

ESCUELA SUPERIOR DEINGENIERÍA MECÁNICA Y

ELÉCTRICA

UNIDAD CULHUACAN


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LABORATORIO DE MECANISMOS

El objetivo de ete L!bo"!to"io e #$e el et$di!%te t"!b!je& e% 'o"(! )ole)tiv!&

*!"! e'e)t$!" el !%+lii de dive"o ele(e%to (e)+%i)o& (edi!%te l! obe"v!)i,% -e.*e"i(e%t!)i,% del )o(*o"t!(ie%to de lo (i(o/ De et! (!%e"!& e%te%de" $'$%)io%!(ie%to - !*li)!)i,% e% l! ol$)i,% de lo *"oble(! *l!%te!do e% l! (!te"i! deteo"!/

E% )!d! *"+)ti)! e "e#$ie"e%& de (!%e"! *"o"eiv!& lo )o%)e*to te,"i)o #$e e!o)i!% ! lo dive"o !*e)to 'i)o - eo(t"i)o de lo ele(e%to (e)+%i)o& d!%do(!"e% !l e(*leo de l! )o(*$t!do"! )o(o 3e""!(ie%t! de )+l)$lo - die4o/

El L!bo"!to"io de MECANISMOS e $% )o(*le(e%to !l )$"o te,"i)o deMECANISMOS& %o e $%! (!te"i! E5TRA DE COMPLEMENTO *!"! t$ 'o"(!)i,%

*"o'eio%!l -& *o" t!%to& e "e#$ie"e del (i(o tie(*o - !te%)i,% #$e l! de(+ (!te"i!de l! )!""e"!/

ADEMÁS& CON EL PROP6SITO DE MANTENER LA ARMONÍA 7 8N B8ENAMBIENTE DE TRABA9O EN EL A8LA DE LABORATORIO& SE DEBERÁN OBSER:ARLOS SIG8IENTES P8NTOS;

• Et$di! )o% !%ti)i*!)i,% el i%t"$)tivo )o""e*o%die%te ! l! *"+)ti)! #$e v! !"e!li

*"+)ti)!/

• T"!e de 'o"(! I%divid$!l ! )!d! *"+)ti)! t$ M!te"i!l B+i)o; 8% Blo)> S)"ibe de?oj! bl!%)! de *!*el bo%d de @ "/(2 & 21/@ 2)(& 8% 9$eo de Geo(et"!#$e )o%te de e)$!d"!& t"!%*o"t!do"& )o(*+ - e)!l(et"o& 8% L+*i< - 8%!Go(! - *o" E#$i*o& el M!te"i!l #$e te e! i%di)!do e% )!d! $%! de l! *"+)ti)!/ Ali%i)io de )!d! *"+)ti)! e "evi!"+ #$e )$e%te )o% ete (!te"i!l e% )!o de #$e %o)$e%te )o% l& %o e te *e"(iti"+ l! et!%)i! e% el L!bo"!to"io/

• L! tole"!%)i! (+.i(! *!"! t$ i%"eo !l L!bo"!to"io e de 10 (i%$to *ote"io"e !

l! 3o"! e4!l!d! e% el 3o"!"io del "$*o/• Se te *!!"+ lit! 10 (i%$to de*$ de l! 3o"! (!")!d! *!"! el i%i)io de l!*"+)ti)!/

• L! *"+)ti)! ! l! #$e NO ASISTAS e te CALIFICARÁ CON CERO/

• T$ et!%)i! e% el L!bo"!to"io et!"+ "eid! *o" l! !)tivid!de de t"!b!joet!ble)id! e% )!d! *"+)ti)!& obe"v!%do #$e e% todo (o(e%to $!"de el)o(*o"t!(ie%to !de)$!do/ Po" lo #$e e te "e)o(ie%d! %o to)!" %i j$!" )o% ot"oe#$i*o !je%o ! t$ *"+)ti)!& -! #$e *$ede obte%e" $%! SANCI6N *o" *!"te de t$*"o'eo"/


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• TODA FALTA DE RESPETO !l *e"o%!l do)e%te& t)%i)o -o !$.ili!" o ! lo)o(*!4e"o del "$*o& ! )o(o TODO MALTRATO O DAO FÍSICO ! l!i%t!l!)io%e -o e#$i*o vol$%t!"i! o i%vol$%t!"i!(e%te& TE SERÁ SANCIONADO de!)$e"do )o% lo eti*$l!do e% el Rel!(e%to I%te"%o del I%tit$to Polit)%i)oN!)io%!l/

E% )!d! $%o de lo t"e *e"iodo de*!"t!(e%t!le de lo #$e )o%t! el )!le%d!"io!)!d(i)o del IPN& e te )!li'i)!"+ )o% el *"o(edio de l! )!li'i)!)io%e obte%id! e% lo"e*o"te de *"+)ti)! )o""e*o%die%te !l *e"iodo e% )$eti,%/

El Re*o"te de l! P"+)ti)! e"+ el!bo"!do de !)$e"do ! lo "e#$e"i(ie%to e*e)'i)o de)!d! $%! de ell! - debe"+ )$(*li" )o% l! i$ie%te )!"!)te"ti)!;

Po"t!d! #$e i%)l$-!; D!to de l! e)$el!& %o(b"e de lo *"o'eo"e& %o(b"e -objetivo de l! *"+)ti)!& i%te"!%te del e#$i*o e% o"de% !l'!bti)o& "$*o - 'e)3!de "e!li

Se$%d! 3oj! e% !del!%te; Í%di)e& I%t"od$))i,% ! lo Co%)e*to Te,"i)oRe#$e"ido e% %o (+ de Ci%)o C$!"till!& M!te"i!l ! E(*le!"& De!""ollo de l!P"+)ti)!& Re$lt!do Obte%ido& T!bl! - G"+'i)o/

8lti(! 3oj!; Obe"v!)io%e *o" E#$i*o& Co%)l$io%e I%divid$!le e% 3oj!e*!"!d! e ide%ti'i)!d! )o% %o(b"e - 'i"(!& Re)o(e%d!)io%e - Biblio"!'!e(*le!d!/

A%e.!"& !l 'i%!l de l! *"+)ti)!& l! ?oj! de T"!b!jo de!""oll!d! e% el L!bo"!to"io

)o% vito b$e%o de lo *"o'eo"e/

E%t"e!" l! 3oj! debid!(e%te e%!"ol!d!& i$ie%do l! i%di)!)io%e del*"o'eo"/

Lo "e*o"te e"+% e%t"e!do ! l! e(!%! i$ie%te de "e!li


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No"to% Robe"t/ Die4o de M!#$i%!"i!J/ K! Ed/ M) G"! ?ill& M.i)o& 200@& 100**/

@ M-! D!vid/ M!)3i%e !%d Me)3!%i(; A**lied Qi%e(!ti) A%!l-iJ/ K! Ed/Pe!"o% P"e%ti)e ?!ll& E8A& 200@& @@ **/

Qi(b"ell 9!)>/ Qi%e(!ti) A%!l-i !%d S-%t3eiJ/ 1! Ed/ M) G"! ?ill& Si%!*o"e&11& K2@ **/


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Departamento de IngenieríaMecánica

Academia de MecánicaLABORATORIO DE MECANISMOS

Práctica No. 1Concepto! genera"e! de "o!

mecani!mo!

C u l h u a c a

n

Objetivo:

Al finalizar esta práctica, el alumno se habrá familiarizado con losmecanismos de uso más común en la industria, conociendo el movimiento que loscaracteriza y los tipos de pares cinemáticos que permiten tal movimiento.

Material a emplear:

1. Mecanismo de cuatro barras2. Mecanismo de unta universal!. Mecanismo de retorno rápido". Mecanismo de palanca articulada#. Mecanismo de yu$o escoc%s&. Mecanismo de leva'. Mecanismo de tren de en$ranes(. Mecanismo de cruz de malta

). Mecanismo biela * manivela * corredera Material básico:

a+ scal-metro y ue$o de $eometr-a b+ ápiz mediano y borrador para lápizc+ /loc0 Scribe de hoas blancas papel bond de #( $rs.m2, 21.# 2( cms.

Conceptos teóricos requeridos:

3ara que esta práctica se te facilite, las definiciones yo conceptos

m-nimos que requieres son:

1. Máquina y mecanismo.* 45on i$uales6 43or qu%62. Armadura y eslab7n.* 43ara qu% sirven6 45e pueden clasificar6!. 3ares cinemáticos.* 48u% son6 497mo se clasifican6". omenclatura de un par cinemático.* 4s necesario conocerla6 43or

qu%6

;e recomendamos que en casa estudies los cap-tulos de cualquier te


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Desarrollo de la práctica

1. ;oma foto$raf-as de cada uno de los mecanismos que le sean proporcionados.

2. ;race el dia$rama unifilar de cada uno de los mecanismos que le sean proporcionados.

3. >bserve cada mecanismo y determine:

a+ l nombre de cada mecanismo proporcionado.

b+ úmero y nombre de elementos que lo forman, de acuerdo a laclasificaci7n de movimiento.

c+ ;ipo de pares cinemáticos contenidos y elementos que los forman.

d+ Aplicaci7n industrial.* ?nvesti$a en d7nde se aplican los diferentesmecanismos vistos en la práctica, si se utilizan en diferentes máquinas*herramienta, motores, equipos industriales, etc. ;oma foto$raf-as e indicasu manera de operaci7n. o se considerarán las aplicaciones vistas enclase, ni las que aparecen en los te


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Práctica No. #Mo$i"idad en Mecani!mo!

C u l h u a c a

n

Objetivo:

Al t%rmino de esta práctica, el alumno tendrá la habilidad necesaria paradeterminar la movilidad de un mecanismo y qu% modificaciones debe realizar en

la confi$uraci7n $eom%trica del mismo, para que cumpla con la misma funci7n yse reduzca la movilidad para facilitar su análisis cinemático.

Material a emplear:

1. Mecanismo de cuatro barras.2. Mecanismo de unta universal.!. Mecanismo de transmisi7n fle


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Práctica No. %Mecani!mo! &á!ico! I

C u l h u a c a

n

Objetivo:

Al t%rmino de esta práctica, el alumno tendrá la habilidad necesaria paradeterminar el tipo de movimiento de cada uno de los elementos que conforman aun mecanismo y el movimiento al que dan ori$en en conunto.

Material a emplear:

1. Mecanismo de cuatro barras.2. Mecanismo de unta universal.!. Mecanismo de retorno rápido.". Mecanismo de palanca articulada.#. Mecanismo de yu$o escoc%s.

&. Mecanismo de leva.'. Mecanismo de cruz de malta.(. Mecanismo biela * manivela corredera.

Material básico:

a+ scal-metro y ue$o de $eometr-a. b+ ápiz mediano y borrador para lápiz.c+ /loc0 Scribe de hoas blancas papel bond de #( $rs.m2, 21.# 2( cms.


3ara esta práctica es indispensable que prepares los si$uientes temas:

1. ;ipos de movimiento de un eslab7n.2. Movimiento de un mecanismo: 9lasificaci7n y caracter-sticas.!. 4


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permitirán meorar el desarrollo de la práctica, por lo que deberán tenerlos, ya quede no contar con ellos no se le permitirá la entrada al laboratorio.

Desarrollo de la práctica:3ara cada uno de los mecanismos:

1. ;race el dia$rama unifilar correspondiente a cada uno de los mecanismos.

2. ?ndique el tipo de movimiento de cada uno de los eslabones que conforman elmecanismo.

3. 5eEale el movimiento que $enera el mecanismo por la acci7n combinada detodos los eslabones que lo conforman.

#. ?ndique el nombre $en%rico que se asi$na a cada uno de los mecanismos deacuerdo al movimiento que transmiten Dsiempre y cuando e


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Práctica No. 'Mecani!mo! &á!ico! II

C u l h u a c a

n

Objetivo:

Al t%rmino de esta práctica, el alumno podrá mostrar diversasaplicaciones a un mismo mecanismo con solo modificar la funci7n que realiza

cada uno de sus eslabones D?nversi7n 9inemática+.

Material a emplear:

1. Mecanismo de cuatro barras.2. Mecanismo de palanca articulada.!. Mecanismo de yu$o escoc%s.". Mecanismo biela * manivela corredera.#. Mecanismo de leva.&. Mecanismo de cruz de malta.

Material básico:



s indispensable que, en forma previa, prepares los si$uientes temas:

1. Fenominaci7n de los eslabones de un mecanismo se$ún su funci7n.2. ?nversi7n cinemática: 48u% es6 497mo se determina6!. Fenominaci7n de un mecanismo de acuerdo a la funci7n que realiza.



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Desarrollo de la práctica:

3ara cada uno de los mecanismos:

1. ;race el dia$rama unifilar correspondiente, indicando el nombre que recibecada uno de los eslabones que lo conforman, de acuerdo a la funci7n que realizadentro del mecanismo.

2. Fetermine el número te7rico de inversiones cinemáticas.

3. Gepresente en forma $ráfica cada una de las inversiones e indique como selleva a cabo, y cuál es el nuevo nombre que recibe cada uno de los eslabones queconforman el mecanismo.

#. ?ndique el nuevo nombre que se asi$na a cada una de las inversiones se$ún lafunci7n que realiza el mecanismo en la máquina o bien indique el nombre$en%rico que toma se$ún la aplicaci7n que se le pueda dar.

Conclusiones y Observaciones

5e recomienda que, a partir del desarrollo y de los resultados obtenidos,as- como de la comparaci7n de los valores te7ricos con los reales, se$ún se

presente la posibilidad de crear o no un nuevo mecanismo a partir de unainversi7n, elaboren sus conclusiones. as observaciones deben referirse

e


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Práctica No. (Po!icione! "ímite ) de &"o*+eo

C u l h u a c a

n

Objetivo:

Al t%rmino de esta práctica, el alumno podrá comprender, de manera práctica, la importancia de las posiciones l-mite y de bloqueo, además de conocer

la problemática de esas posiciones.

Material a emplear:

1. Mecanismo de cuatro barras.2. Mecanismo biela * manivela corredera.!. Mecanismo de retorno rápido.". Mecanismo de yu$o escoc%s

Material básico:




1. 3osiciones l-mite y de bloqueo. 48u% son6 497mo se determinan62. Hn$ulos de transmisi7n má


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1. ;race, a una escala conveniente, el dia$rama unifilar de cada mecanismo,

indicando el nombre que recibe cada uno de los eslabones que lo conforman, deacuerdo a la funci7n que realiza dentro del mecanismo.

2. 3ara el mecanismo de cuatro barras, muestre los tres tipos de mecanismos,se$ún su inversi7n cinemática y mida el desplazamiento an$ular del eslab7n desalida. ;ambi%n, mida el án$ulo de transmisi7n de cada una de las inversiones.

3. 3ara los demás mecanismos, muestre y mida el desplazamiento lineal totalDcarrera+ del eslab7n de salida.

#. 3ara todos los mecanismos $rafique, a mano y en AI;>9AF, todos los

mecanismos mencionados en los puntos 2 y !. 9ompare los resultados obtenidosen la práctica y en AI;>9AF.

Conclusiones y Observaciones

5e recomienda que, a partir del desarrollo y de los resultados obtenidos,as- como de la comparaci7n de los valores te7ricos con los reales, se$ún se

presente la posibilidad de crear o no un nuevo mecanismo a partir de unainversi7n, elaboren sus conclusiones. as observaciones deben referirsee


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Práctica No. ,Diagrama! de de!p"a-amiento por

Cic"o

C u l h u a c a

n

Objetivo:

Al t%rmino de esta práctica, el alumno podrá establecer elcomportamiento de un mecanismo articulado a trav%s del estudio de la posici7n y

desplazamiento de un eslab7n especifico.

Material a emplear:

1. Mecanismo de cuatro barras2. Mecanismo de biela * manivela * corredera!. Mecanismo yu$o escoc%s

Material básico:




1. Fia$ramas de desplazamiento.2. M%todos de análisis $ráfico de la cinemática de un mecanismo



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1. ;race, a una escala conveniente, el dia$rama unifilar de cada mecanismo ydefina cuál de los componentes es el eslab7n motriz y cuál es el eslab7n de salida.

2. Fefina una posici7n como referencia inicial para el eslab7n motriz y, a partir de%sta, tabule los datos y realice los $ráficos de posici7n del mecanismo para almenos 12 posiciones del eslab7n motriz.

3. 3ara los dos primeros mecanismos, trace el dia$rama de la trayectoria de un punto C , que le sea indicado por el profesor, de la biela.

#. 3ara todos los mecanismos, mediante los resultados tabulados, trace eldia$rama de posici7n an$ular del eslab7n de entrada vs. posici7n Dlineal oan$ular+ del eslab7n de salida.

$. 9on ayuda de


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Práctica No. Aná"i!i! de /e"ocidad

C u l h u a c a

n

Objetivo:

Al t%rmino de esta práctica, el alumno será capaz de realizar el análisisdel comportamiento de un mecanismo cualquiera a trav%s del estudio de lavelocidad de un eslab7n espec-fico.

Material a emplear:

1. Mecanismo de cuatro barras manual y motorizado2. Mecanismo de biela * manivela corredera motorizado

Material básico:

a+ scal-metro y ue$o de $eometr-a. b+ ápiz mediano y borrador para lápiz.c+ /loc0 Scribe de hoas blancas papel bond de #( $rs.m2, 21.# 2( cms.d+ Fos plie$os de papel bond.e+ Fos varillas de aluminio de 1.# m cada uno D%stas les serán proporcionadas+.f+ Mas0in$ tape.



1. 9entro instantáneo: 48u% es6, 497mo se localiza6 48u% es una centroda62. Jelocidad lineal y velocidad an$ular.!. Jelocidad absoluta y velocidad relativa.". M%todos $ráficos de velocidad. 497mo se obtiene el pol-$ono de velocidades6



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1% ;race, a una escala conveniente, el dia$rama unifilar de cada mecanismo y

defina cuál de los componentes es el eslab7n motriz y cuál es el eslab7n desalida.

2% 3ara el Mecanismo de cuatro barras manual , localice los centros instantáneosy obten$a la curva centroda fia del mismo tomando como referencia el 9?13.fectúe los trazos correspondientes al dia$rama unifilar y a la curva en el

plie$o de papel bond.

3% 3ara los demás mecanismos, calcule la velocidad an$ular de la manivela,tomando el tiempo que tarda %sta en dar diez revoluciones.

#% 3ara los mecanismos de cuatro barras y manivela - biela - corredera Dambosmotorizados+, calcule:

a) Jelocidad del elemento de salida en forma $ráfica de la si$uiente manera:3ara medio ciclo, emplee el m%todo de centros instantáneos, para la otra mitaddel ciclo emplee pol-$onos vectorialesn ambos caso debe considerar al menos doce posiciones Dseis para cada mitadde ciclo+b) ;abule sus resultados seEalando las caracter-sticas de movimiento queconsidere más importantes en la forma si$uiente:

Mecanismo: Cuatro barras Manivela & biela 'corredera

3osici7n de lamanivela θ DK+

Jelocidad an$ular del balanc-n ω

(rad/s)

Jelocidad de lacorrederav (m/s)

>bservaciones

L L inicio del mov.: : :

!&L L final del mov.

$% Fe acuerdo a la tabulaci7n que obten$a para cada uno de los mecanismos,realice las $ráficas que correspondan Dθ -v o θ -ω ) en papel milim%trico.

(% 9on ayuda de


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Conclusiones y Observaciones.

5e recomienda que, a partir del desarrollo y de los resultados obtenidos,as- como de la comparaci7n de los valores te7ricos con los reales, elaboren susconclusiones. as observaciones deben referirse e


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Práctica No. 0Aná"i!i! de Ace"eracin

C u l h u a c a

n

Objetivo:

Al t%rmino de esta práctica, el alumno será capaz de realizar el análisisdel comportamiento de un mecanismo cualquiera a trav%s del estudio de laaceleraci7n de un eslab7n espec-fico.

Material a emplear:

1. Mecanismo de cuatro barras2. Mecanismo de biela * manivela * corredera

Material básico:

a+ scal-metro y ue$o de $eometr-a. b+ ápiz mediano y borrador para lápiz.c+ /loc0 Scribe de hoas blancas papel bond de #( $rs.m2, 21.# 2( cms.d+ Mas0in$ tape.



1. Aceleraci7n lineal y an$ular.2. Aceleraci7n absoluta y aceleraci7n relativa.!. Aceleraci7n normal y tan$encial. 48u% caracter-stica tiene cada una6 497mo

se determina su ma$nitud, direcci7n y sentido6". M%todos $ráficos de aceleraci7n. 497mo se obtiene el pol-$ono de

aceleraciones6



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1% ;race, a una escala conveniente, el dia$rama unifilar de cada mecanismo y

defina cuál de los componentes es el eslab7n motriz y cuál es el eslab7n desalida.

2% 9alcule la velocidad an$ular de la manivela, tomando el tiempo que tarda %staen dar diez revoluciones. 9onsidere constante dicha velocidad an$ular.

3% 3ara ambos mecanismos, calcule:

a) Aceleraci7n del elemento de salida en forma $ráfica de la si$uiente manera:3ara todo el ciclo de movimiento emplee pol-$onos vectoriales.

n ambos caso debe considerar al menos doce posiciones.

b) ;abule sus resultados seEalando las caracter-sticas de movimiento queconsidere más importantes en la forma si$uiente:

Mecanismo: Cuatro barras Manivela & biela '

corredera

3osici7n de lamanivela θ DK+

Aceleraci7nan$ular del balanc-n α

(rad/s2 )

Aceleraci7n de lacorrederaa (m/s2 )

>bservaciones

L L inicio del mov.: : :

!&L L final del mov.

#% Fe acuerdo a la tabulaci7n que obten$a para cada uno de los mecanismos,realice las $ráficas que correspondan Dθ -a o θ -α) en papel milim%trico.

$% 9on ayuda de


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Conclusiones y Observaciones.

5e recomienda que, a partir del desarrollo y de los resultados obtenidos,as- como de la comparaci7n de los valores te7ricos con los reales, elaboren susconclusiones. as observaciones deben referirse e


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Práctica No. 2Di!e3o 4rá5co de Le$a!

C u l h u a c a

n

Objetivo:

Al t%rmino de esta práctica, el alumno podrá establecer las caracter-sticas$eom%tricas de movimiento de un mecanismo leva * se$uidor cualquiera a partir de la medici7n del desplazamiento del se$uidor.

Material a emplear:

1. Mecanismo leva se$uidor 2. Medidor de carátula

Material básico:




1. eva y tipos de levas2. 5e$uidor y tipos de se$uidores!. omenclatura en un sistema leva * se$uidor ". >btenci7n $ráfica del perfil de una leva#. eyes de movimiento estándar



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Práctica No. 16Trene! de Engrana7e!

C u l h u a c an

Objetivo:

Al t%rmino de esta práctica, el alumno podrá calcular yo diseEar larelaci7n de velocidad de un tren de en$ranaes ordinario y epicicloidal cualquiera,con el fin de conocer los cambios de velocidades de dichos trenes.

Material a emplear:

1. Mecanismo de tren de en$ranes de una motocicleta o de un autom7vil Dtresvelocidades de avance y la reversa+2. Mecanismo de tren de en$ranes diferencial

Material básico:



3ara está práctica es indispensable que manees los conceptos ydefiniciones asociadas a los diferentes tipos de mecanismos de tren de en$ranesas- como la metodolo$-a empleada para efectuar el análisis cinemático de talesmecanismos de acuerdo al tipo de sistema estudiado tales como: omenclatura,ey fundamental del en$ranae, Jalor del tren, ;ren de en$ranaes simple, ;ren deen$ranaes compuesto, ;ren de en$ranaes recurrente y ;ren de en$ranaes

planetarios o epic-clicos.



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por lo que deberán tenerlos, ya que de no contar con ellos no se le permitirá laentrada al laboratorio.


1. ;race el dia$rama unifilar de cada uno de los trenes de en$ranaes utilizado.

2. Analice y describa el funcionamiento de cada uno de los trenes empleados.

3. 9alcule el valor del tren y la velocidad de salida para cada arre$lo de losdiferentes trenes de en$ranaes@ supon$a una velocidad an$ular constante de 1 rpmen el ee motriz.

#. ?ndique al menos una aplicaci7n de los trenes de en$ranaes diferente a lase

practicas de mecanismos-2012

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