proyecto pares cinematicos pp

7/23/2019 Proyecto Pares Cinematicos PP

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PRINCIPIOS FUNDAMENTALESPARA EL DESARROLLO DE UNPROYECTO

No se puede organizar lo que no sepuede o!prender"No se puede o!prender lo que nose puede !edir"No se puede !edir lo que no sepuede !odelizar"No se puede !odelizar lo que no sepuede i!aginar"

T#E IMA$INATION IN MORE IMPORTANT T#AN

%NO&LE$E

DISE'O

DE

ELEMENTOSDE

MA(UINA

II


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CINEMATICA DEMECANISMOS Considerando perdidas del 8%

calcular:

1. La longitud de la anda !anda en"#.

$. Considere una gua en la partein&erior de la tuerca cu'a &unci(n esi)pedir la rotaci(n de la tuerca 'despla*arse en &or)a lineal. Calculala +elocidad de la tuerca ' la

direcci(n de su despla*a)iento.,. La +elocidad angular del Tornillo de-otencia !T.-.# ' su sentido de larotaci(n.

. Calcular la &uer*a e/ercida sore altuerca.

0. na polea !23450))# es colocadasore el E6 la cual le+anta uncuerpo 7 de 1.1 N. Deter)inar siel cuerpo se le+anta6 en caso

contrario6 estalecer la soluci(n 'deter)ine la +elocidad lineal ' eltie)po para despla*ar el cuerpo 7a una distancia de 1 )etro.

9. ;u< sucede con el cuerpo alapagar el )otor=

>acot en ))>>E 4 engrane6 -4 polea>>> E ' - representan los di?)etros de

paso de cada ele)ento. DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINA

II


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CONT@OL DE SISTEMAS

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINA

II


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INSTITTO -OLITECNICO NACIONALESIME Tico)an

NIDAD I

1.1 -ares cine)?ticas ' su clasicaci(n.

1.$ -ares cine)?ticas planos.

1., Nu)ero de grados de liertad de un)ecanis)o.

1. Mecanis)os planos de ele)entos.

1.0 In)ersi(n de un )ecanis)o /andosucesi+a)ente sus ele)entos.

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINA

II


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@AMAS DE LA

MECANICAMECANICA: Es la ra)a del an?lisis cientco Bue seocupa de los )o+i)ientos6 el tie)po ' las &uer*as6' se di+ide en dos partes6 la din?)ica ' laest?tica.

ESTATICA: Trata del an?lisis de siste)asestacionarios6 es decir6 de aBuellos en el Bue eltie)po no es un &actor deter)inante.

DINAMICA: Se reere a los siste)as Bue ca)iancon el tie)po6 se di+ide en dos partes: cine)?tica' cin


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-ares Cine)?ticos-ares Cine)?ticos ' su Clasicaci(n:

Maquina) co)inaci(n de cuerposresistentes de tal )anera Bue6 por )edio de

ellos6 las &uer*as )ec?nicas de la naturale*ase puedan encau*ar para reali*ar un traa/oaco)paado de )o+i)ientos deter)inados.

Meanis!o) co)inaci(n de cuerposresistentes conectados por )edio dearticulaciones )(+iles para &or)ar unacadena cine)?tica cerrada con un esla(n/o ' cu'o prop(sito es trans&or)ar el)o+i)iento.

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINA

II


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-A@ES CINEMATICOS-LANOSn )ecanis)o es&


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-ares Cine)?ticos-lanos1.$ -ares cine)?ticas planos.

Los )ecanis)os se pueden clasicar de di+ersas)aneras aciendo incapi< en las si)ilitudes ' enlas di&erencias6 uno de estos agrupa)ientos di+ide

los )ecanis)os en planos* es&


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Clasicaci(nPares in-eriores)los ele)entos del par acen

contacto en una supercie.

-ar giratorio o re+oluta.-ar -ris)?tico.

-ar de tornillo o -ar Jelicoidal.-ar Cilndrico.-ar Kloular o es&


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-ares Cine)?ticos

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINA

II


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Clasicaci(n

Par gira,orio o re.olu,a) solo per)iterotaci(n relati+a ' por consiguiente6posee un grado de liertad. Con

&recuencia este par se deno)inaarticulaci(n de pasador o de espiga.

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINA

II


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Clasicaci(nPar pris!/,io) solo per)ite

)o+i)iento relati+o de desli*a)iento' por ende6 se deno)ina casi sie)pre

articulaci(n de desli*a)iento. Ta)i


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Clasicaci(n-ar de tornillo o -ar elicoidal: cuenta con un solo grado de

liertad por Bue los )o+i)ientos de desli*a)iento 'rotaci(n est?n relacionados por el ?ngulo de


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Clasicaci(n

Par il0ndrio) per)ite tanto rotaci(nangular co)o un )o+i)iento dedesli*a)iento independiente. -or

consiguiente6 el par cilndrico tiene dosgrados de liertad.

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINA

II


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Clasicaci(n

Par glo+ular o es-1rio) es unarotaci(n de rotula. -osee tres gradosde liertad6 una rotaci(n en torno a

cada uno de los e/es coordenados.

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINA

II


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Clasicaci(n

Par plano)rara +e* se encuentra en los)ecanis)os en su &or)a nodis&ra*ada. Tiene tres grados de

liertad.

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINA

II


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-A@ES CINEMATICOSLos )o+i)ientos posiles de un ele)ento respecto de otro puede ser de Kiro o de

Translacion.El nu)ero de )o+i)ientos giratorios independientes no puede ser )a'or a tres. MKIQ ,

El nu)ero de )o+i)ientos independientes de traslacion no puede ser )a'or a dos. MITQ $.

PARES

CINEMATICOS

Movimientos posibles

De un movimiento G T

De dosmovimientos

GG TT

De Tresmovimientos

GGG GGT GTT

De cuatromovimientos

GGGT GGTT

De cincomovimientos

GGGTTDISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINAII


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-A@ES CINEMATICOSLos eslaones Bue contienen solo dos pares de

coneHiones de ele)entos se lla)an eslaonesinarios6 los Bue tiene tres se lla)an ternarios ' assucesi+a)ente.

Si cada esla(n de la cadena se conecta por lo )enos

con otros dos6 esta &or)a uno o )as circuitoscerrados ' 6 en tal caso6 se le lla)a adenaine!/,ia errada* de no ser as6 se le lla)aadena ine!/,ia a+ier,a"

Se usa el ter)ino adena ine!/,ia para

especicar una disposici(n particular de eslaones' articulaciones6 cuando no se a especicado conclaridad cual esla(n se usara co)o )arco dere&erencia. na +e* Bue se estipula el esla(n dere&erencia6 la cadena cine)?tica se con+ierte en)ecanis)o

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINAII


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-A@ES CINEMATICOSEstas coneHiones6 articulaciones entre los

eslaones6 se lla)an pares ine!/,ias !osi)ple)ente pares# por Bue cada articulaci(nse co)pone de dos supercies pareadas6 dosele)entos con cada supercie o ele)ento

pareado &or)ando parte de cada uno de loseslaones articulados.

Un esla+2n6 ta)i


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-A@ES CINEMATICOSEsla+2n) es la pie*a de una )aBuina o co)ponente de

un )ecanis)o. Se supone Bue un esla(n esco)pleta)ente regido.

Los resor,es* no tiene por lo co)Fn e&ecto algunosore la cine)?tica de un dispositi+o6 aunBue si

dese)pean un papel i)portante en la generaci(n de&uer*as.

los elementos no se llaman eslabones y casi siemprese ignoran durante el anlisis cinematico y sus efectosde fuerzas se introducen durante el anlisis dinmico.

Los eslaones de un )ecanis)o se deen conectar entresi de una )anera tal Bue se tras)itan )o+i)iento deli)pulsor6 o esla(n de entrada al seguidor o esla(n desalida.

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINAII


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K@ADOS DE LIRE@TAD1., NUMERO DE $RADOS DE LI3ERTAD DE UN MECANISMO"

El siguiente paso en an?lisis cine)atico de )ecanis)os6 despu


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O@MLA -A@A DETE@MINA@ EL NME@O DEK@ADOS DE LIRE@TAD DE N MECANISMO-LANO.

En otras palaras cuando las restricciones de todas lasarticulaciones se restan del total de grados deliertad de los eslaones no conectados6 se

encuentra la )o+ilidad resultante del )ecanis)oconectado.

por lo tanto la )o+ilidad resultante M de un)ecanis)o plano esta dada por:( ) 21 1213 PPnM =

n= numero de eslabones totales del mecanismo

P= numero de pares de solo un !rado de libertad

P"= numero de pares con dos !rados de libertad

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINAII


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K@ADOS DE LIRE@TADn cuerpo en el espacio posee 9 grados de liertad.

9!n1#

En un )ecanis)o plano de n eslaones los grados delliertad antes de conectar cualBuiera de lasconeHiones6 se calcula de la siguiente )anera:

,!n1#

En un par cine)atico de un )o+i)iento !giro o traslaci(n#6el ele)ento 16 dis)inu'e en 0 )o+i)ientos de los 9

originales al siguiente ele)ento6 ' +ice+ersa6 es decir6solo se per)ite un tipo de )o+i)iento de un ele)entorespecto a otro6 Buedando restringidos 0 )o+i)ientos.

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINAII


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C@ITE@IO DE TURACJ!ECASION DE K@ERLE@#

El )ecanis)o posee ) grados de liertad si:MV

El )ecanis)o se puede i)pulsar con un solo)o+i)iento de entrada si:

M 4 1Se necesitan dos )o+i)ientos de entrada separados

para producir el )o+i)iento restringido del)ecanis)o si:

M 4 $

El )ecanis)o es i)posile ' el )ecanis)o &or)auna estructura si:M 4

Ja' restricciones redundantes en la cadena ' &or)auna estructura estatica)ente indeter)inada si:

MW DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

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O@MLA -A@A DETE@MINA@ EL NME@ODE K@ADOS DE LIRE@TAD DE NMECANISMO -LANO

sando el )is)o an?lisis para )ecanis)o planos dededuce:

>Cada par cine)atico de un )o+i)iento !-1#6 se dis)inu'een nu)ero de grados de liertad en $-1 !$)o+i)ientos restringidos para cada par cine)atico de

un )o+i)iento -1#>cada par cine)atico de dos )o+i)ientos !-$# se

dis)inu'e en nu)ero de grados de liertad en 1-$ !1)o+i)iento restringidos por cada par cine)atico de $)o+i)ientos -$#

-or lo tanto otene)os la siguiente &or)ula:( ) 21 1213 PPnM =Se conoce como criterio de #ut$bac% &ecuasion de Gruebler'

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINAII


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CALCLO -A@A DETE@MINA@ EL NME@O DEK@ADOS DE LIRE@TAD DE N MECANISMO-LANO

E/e)plo: un )ecanis)o de ele)entos con tres parescine)aticos de un )o+i)iento cada uno ' con 1 parcine)atico de $ )o+i)ientos.

Deter)ine los grados de liertad del )ecanis)o

( )

2

16)3(3

)1(1)3(2)14(3

1213 21

=

=

=

=

M

M

M

PPnM

1

3

4

2

1

=

=

=

P

P

n

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINAII


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E/e)plo: un )ecanis)o de 0 ele)entoscon cinco pares cine)aticos de 1)o+i)iento cada uno. Deter)ine losgrados de liertad del )ecanis)o.

( )

2

10)4(3

)0(1)5(2)15(3

1213

:

21

=

=

=

=

M

M

M

PPnM

sabemos

0

5

5

2

1

=

=

=

=

P

P

n

donde

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINAII


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E/e)plo: el )ecanis)o de corredera)ani+ela del )otor de co)usti(ninterna6 tiene un )ecanis)o de ele)entos con cuatro pares

cine)?ticos de un )o+i)iento cadauno. Deter)ine los grados deliertad del )ecanis)o.

0

4

4

2

1

=

=

=

=

P

P

n

donde

( )

1

8)3(3

)0(1)4(2)14(3

1213

:

21

=

=

=

=

M

M

M

PPnM

sabemos

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINAII


29/129

E/e)plo: un )ecanis)o de ele)entos con pares cine)aticosde un )o+i)iento cada uno.

Deter)ine los grados de liertaddel )ecanis)o.

0

4

4

2

1

=

=

=

=

P

P

n

donde

( )

1

8)3(3

)0(1)4(2)14(3

1213

:

21

=

=

=

=

M

M

M

PPnM

sabemos

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINAII


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E/e)plo: un )ecanis)o de 0

ele)entos con 9 parescine)aticos de un )o+i)ientocada uno. Deter)ine los gradosde liertad del )ecanis)o.!cuando se unen tres eslaones

por )edio de un solo pasador6se deen contar dosarticulaciones#.

( )

0

12)4(3

)0(1)6(2)15(3

1213

:

21

=

=

=

=

M

M

M

PPnM

sabemos0

6

5

2

1

=

=

=

=

P

P

n

donde

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINAII


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E/e)plo: deter)inelos grados deliertad del

siguiente)ecanis)o.0

6

5

2

1

=

=

=

=

P

P

n

donde

( )

0

12)4(3

)0(1)6(2)15(3

1213

:

21

=

=

=

=

M

M

M

PPnM

sabemos

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINAII


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CALCLO -A@A DETE@MINA@ EL No.DE K@ADOS DE LIRE@TAD DE NMECANISMORegla 4"5 Cada articulacion Bue conecta n ele)entos en

el )is)o punto dee contarse co)o:4!n1#

En el )ecanis)o del paralelogra)o anterior eHiste unenlace pasi+o6 por lo Bue el resultado ser?.

M4,!01#$!9#1!# X1!enlace pasi+o 41#M4,!#1$X1M41

;uitando el tercer eslaon6 el )ecanis)o sigue&uncionando de la )is)a )anera ' con el )is)o gradode liertad.

0

4

4

2

1

=

=

==

P

P

ndonde

( )

1

8)3(3

)0(1)4(2)14(3

1213

:

21

=

=

=

=

M

M

M

PPnM

sabemos

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINAII


33/129

C?lculo para deter)inar el No. degrados de un Mecanis)o -lano

E/e)plo: se tiene dos arras articuladas6unidas a un ele)ento /o !astidor#6 esdecir6 se tiene un )ecanis)o de tresele)entos con tres pares cine)aticos

de un )o+i)iento cada uno. Deter)inelos grados de liertad del )ecanis)o.

( )

0

6)2(3

)0(1)3(2)13(3

1213

:

21

=

=

=

=

M

M

M

PPnM

sabemos

0

3

3

2

1

==

=

=

P

P

n

donde

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINAII


34/129

E/e)plo: deter)ine los grados de liertaddel )ecanis)o )ostrado en la siguientegura:

Se tienen siete eslaones6 5 pares in&eriores6un contacto de roda)ientodesli*a)iento 'un coneHi(n por resorte.

( )

3

114)6(3

)1(0)1(1)7(2)17(3

1213

:

21

=

=

=

=

M

M

M

PPnM

sabemos

1

7

7

2

1

=

=

=

=

P

P

n

donde


DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINAII


35/129

E/e)plo: deter)ine los grados de liertad del)ecanis)o plano:

La retroeHca+adora tiene doce eslaones !considerela caina co)o el eslaona tierra#6 doce /untas depasador ' tres /untas desli*antes !lasco)inaciones pist(ncilindro#. Oser+e Bue elpunto ; en la gura. Tres eslaones est?nconectados por el )is)o pasador. Se tienes $

/untas de pasador en ;6 una conectando loseslaones ' 1 ' la otra conectando loseslaones 1 ' 11.

( )

3

30)11(3

)0(1)15(2)112(3

1213:

21

=

=

=

=

M

M

M

PPnMsabemos

0

1512

2

1

=

==

=

P

Pn

donde

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINAII



36/129

tili*ando el ra*ona)iento anterior se tiene Bue para todo )ecanis)o:

Cada par cine)atico de un )o+i)iento !-1#6 se dis)inu'e en nu)ero degrados de liertad en 0-1 !0 )o+i)ientos restringidos por cada parcine)atico de un )o+i)iento -1#.

Cada par cine)atico de dos )o+i)ientos !-$#6 se dis)inu'e en nu)ero degrados de liertad en -$ ! )o+i)ientos restringidos por cada parcine)atico de dos )o+i)ientos -$#.

Cada par cine)atico de tres )o+i)ientos !-,#6 se dis)inu'e en nu)ero degrados de liertad en ,-, !, )o+i)ientos restringidos por cada parcine)atico de tres )o+i)ientos -,#.

Cada par cine)atico de cuatro )o+i)ientos !-#6 se dis)inu'e en nu)erode grados de liertad en $- !$ )o+i)ientos restringidos por cada parcine)atico de cuatro )o+i)ientos -#

Cada par cine)atico de cinco )o+i)ientos !-0#6 se dis)inu'e en nu)erode grados de liertad en 1-0 !1 )o+i)iento restringidos por cada parcine)atico de cinco )o+i)ientos -0#.

por lo tanto otene)os la siguiente &or)ula.

M49!n1#0-1-$,-,$-1-0


DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINAII


37/129

K@ADOS DE LIRE@TAD DE NMECANISMO

Es posile encontrar casos en los Bue los ele)entosteniendo )agnitudes deter)inadas ' posicionesespaciales6 uno o +arios pares cine)?ticos le i)pidena algFn ele)ento dar uno o )as )o+i)ientos.

Esta superposici(n de pares cine)aticos se deno)inanco)o enlaes pasi.os o res,riionesredundan,es"

Deido a la conguraci(n del paralelogra)o6 elesla(n puede )o+erse. Este se lla)aEsla+ona!ien,o so+rerres,ringido* en el Bue el

tercer esla(n a tierra proporciona una restricci(nredundante.

El )ecanis)o tiene real)ente 1 grado de liertad.

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINAII


38/129

CALCLO -A@A DETE@MINA@ EL NME@ODE K@ADOS DE LIRE@TAD DE NMECANISMO ES-ACIAL

E/e)plo: deter)ine losgrados de liertad delsiguiente )ecanis)o.

Aora ta)i


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CLASIICACION

Modelo a escala de una o)a depetrolero. En la segunda gura las cuatroarras /unto con la cadena i)pulsora de doseslaones YdiadaZ !eslaones de 0 ' 9#.Oser+e Bue a' +arias opciones para

conectar esta diada al eslaon acoplador .estas per)iten el a/uste del alcance de lacarrera6 ca)iando asi la longuitud de laporcion de la recta de la cur+a acopladora.

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINAII


40/129

$enerai2n de -uni2n: es uneslaona)iento en el Bue el )o+i)ientorelati+o !o &uer*as# entre eslaonesconectados a tierra es de inter


41/129

$enerai2n de !o.i!ien,o 6o gu0a deuerpo r0gido7) es de inter


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MECANISMOS -LANOSDE CAT@O ELEMENTOSel eslaona)iento de cuatro arras es la cadena

)as ?sica de estaones conectados porpasadores Bue per)ite )o+i)iento relati+oentres los eslaones6 Ytres eslaones )o+iles6 uneslaon /o6 ' cuatro articulacionesZ. !"er gura#

El esla(n conectado a la &uente de potencia sella)a esla(n de entrada !AA#. El esla(nseguidor conecta el pi+ote )(+il R al pi+ote Rde tierra. El esla(n acoplador o [otante conectalos pi+otes )(+iles A ' R YacoplandoZ el eslaonde entrada con el eslaon de salida. -untossore el eslaon acoplador !lla)ados puntostra*adores de tra'ectorias# tra*an en generalcur+as acopladoras algeraicas de seHto orden.

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINAII


43/129

$eneraion de ,ra8e,oria) en lageneracion de tra'ectoria !pri)er gura ' laporcion de cuatro arras en la segunda gura#6nos interesa solo la tra'ectoria de un punto

tra*ador ' no la rotacion del eslaon acoplador.La grua de amantillado a nivel es un eslabonamiento de

cuatro barras de tipo especial que generaaproximadamente un movimiento en linea recta del

punto trazador de trayectoria (punto P).

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINAII


44/129

T@ANSMICIONES -O@@ICCION

Las supercies se tocaran en -. suponga)osta)i


45/129

T@ANSMICIONES -O@@ICCIONSi A da N re+oluciones por )inuto ' R da N1re+oluciones por )inuto6 '>La +elocidad super&icial de A 4$\@N>La +elocidad super&icial de R 4$\ @1 N1-or lo tanto si la +elocidad supercial de A es

igual a la +elocidad supercial de R.$\@N4$\ @1 N1N 4 @1N1 @

]sea Bue las +elocidades angulares de doscilindros Bue giren /untos sin desli*a)ientos sonin+ersa)ente proporcionales a los radios de loscilindros.

Si se conoce C6N6 N1 pueden allarse losdi?)etros de los cilindros resol+iendo

si)ult?nea)ente las ecuaciones anteriores.

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINAII


46/129

T@ANSMICIONES -O@@ICCIONCilindros que giran sin

desliza!ien,o 6on,a,oin,erno7)

en la siguiente gura6 el

cilindro A es ueco6 ' R estadentro de el 6 de )aneraBue el contacto tiene lugarentre la supercie interiorde A ' la eHterior de R6esto se lla)a contactointerno. Los dos cilindrosgiran en el )is)o sentido.

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UIN

AII


47/129

T@ANSMICIONES -O@@ICCIONLa distancia entre centros es:

@@14 CLa relaci(n de +elocidades angulares

ta)i


48/129

T@ANSMICIONES -O@@ICCIONConos Bue giran sin desli*a)iento: en los

casos anteriores de los cilindros6 las [ecasnecesaria)ente eran paralelas. A )enudo seprecisa conectar dos [ecas Bue est?n en el)is)o plano6 pero Bue &or)an cierto ?ngulo

entre si. Esto se ace por )edio de conosrectos o troncos de conos co)o se )uestraen la siguiente gura 6 teniendo los conos enel )is)o +


49/129

T@ANSMICIONES -O@@ICCIONConos con igual direcci(n de rotaci(n . Los

)is)o )


50/129

Frii2n

El ?ngulo _ al&a es el ?ngulo c(nico aertura del cono A6 `

eta es el ?ngulo c(nico de R. El ?ngulo !teta# es el?ngulo entre las [ecas6 o ?ngulo de concurrencia. Si sesupone Bue el ?ngulo de rotaci(n es el sentido al Bue +a agirar la [eca al )irar a lo largo de la )is)a acia laintersecci(n de los e/es6 entonces eHisten dos casos:

sentido de rotaci(n opuesto en las [ecas

el )is)o sentido de rotaci(n en a)as [ecas

Dos conos pueden rotar en contacto eHterno o interno. Sine)argo6 el contacto eHterno de los conos no signicanecesaria)ente un sentido de rotaci(n opuesto6 as co)ota)poco el contacto interno signica necesaria)ente el)is)o sentido de rotaci(n. La clase de contacto6 interno oeHterno6 depende de la co)inaci(n particular de los?ngulos de las [ecas6 as co)o de la relaci(n del sentido6

' de la relaci(n de +elocidad.

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UIN

AII


51/129

Trans)isiones por ricci(n

De la gura anterior oser+a)os Bue larelaci(n direccional a ca)iado. -uestoBue:

_4 X `

las ecuaciones para calcular los ?ngulosc(nicos son aora:

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UIN

AII


52/129

Trans)isiones por ricci(nen la &igura anterior si se au)enta el ?ngulo

!teta# 6 per)aneciendo constante la relaci(n desentidos ' de la +elocidad angular !siendo estaulti)a di&erente a la unidad#6 eHistir? un +alor de !teta# tal Bue el ?ngulo c(nico al&a resulte)a'or de 6 dando lugar a un caso de contacto

interno6 co)o lo )uestra la siguiente gura6 las[ecas giran aun en sentidos opuestos6 deacuerdo con la denici(n antes )encionada. Secu)plen las )is)as ecuaciones.

DISE'O

DEELEMENTO

SDE

MA(UIN

AII

T i i


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Trans)isiones porricci(nConos con direcci(n de rotaci(n opuesta: la le'

estalecida anterior)ente6 puede utili*arse paracalcular los ?ngulos c(nicos cuando se conoce el?ngulo entre los e/es ' la relaci(n de +elocidad.

De la gura anterior oser+a)os:

sando la identidad trigono)


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Trans)isiones por ricci(n-or lo tanto:

O ien:

De )anera si)ilar para el ?ngulo _ al&a:

DISE'ODEELEMENTO

SDE

MA(UIN

AII


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Instrucciones De Monta/e De @oda)ientos En @uedas

Monta/e de roda)ientos de rodillos c(nicos en

ruedas de ca)iones ' re)olBues

1. li)pie el interior ' el eHterior del cuo derueda. Eli)ine )elladuras ' reaas6 Buepodran daar el roda)iento o e+itar elcorrecto apo'o en los resaltes. Mediante uncasBuillo de )onta/e6 instale a presi(n las ta*asen el cuo asta Bue Bueden apo'adascorrecta)ente sore los resalte.

DISE'ODEELEMENTO

SDE

MA(UIN

AII


56/129


$.ponga grasa en la ca+idad interior de &or)a Buelas aristas de los ca)inos de rodadura de )enordi?)etro de las ta*as Bueden +isiles. Si see)plean placas de retenci(n de grasa. -onga grasaasta Bue se &or)e un anillo Bue llegue al orde dela placa. Llene ta)i


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Instrucciones De Monta/e De @oda)ientos En@uedas

.)onte el cono eHterior ' la arandela!si eHiste# apriete la tuerca asta Bueel cono Buede ligera)ente apretado aldarle +ueltas con la )ano. Mientras

aprieta la tuerca6 gire el cuo dandoligeros golpes paraBu< los rodillosasienten ien no golpe el ta)or del&renob

DISE'ODEELEMENTO

SDE

MA(UIN

AII


58/129


0.a/uste: siga las instrucciones del )anual del tallerdel +eculo. Si no tiene datos sucientes6 puede optarpor una de estas dos reco)endaciones:

a# a[o/e la tuerca 11$ de +uelta !)?Hi)o# ' &/ela.Co)pruee el /uego aHial con un indicador: dee estarentre .1 ' .1 pulgadas !en un pri)er )onta/ede/ar el +alor )enor#. -onga la tapa del cuopre+ia)ente llena de grasa para curir el espacio entrela tuerca6 roda)iento ' tuerca. Al )ontar el cuo

# cuando el anillo interior !cono# del roda)ientoeHterior lle+e a/uste desli*ante en el )ango6 apretar latuerca !a la +e* Bue se gira el cuo# con un torBue de$ a , liraspie segFn ta)ao. Despu


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Mon,a9e de roda!ien,os r0gidos enuna :ilera de ruedas !on,ados on!angui,o dis,aniador

Des!on,a9e)

Se des)ontan rueda6 co)ponentes de&reno ' cuo. Seguir el )anual del taller.Des)ontar a)os roda)ientos '

retenes con un eHtractor adecuado.Li)piar el cuo ' la [ecacuidadosa)ente. Co)proar Bue losasientos de roda)ientos est


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1. )ontar el roda)iento interior !1# acia adentrocon el resalte del )u(n de direcci(n !$# nota. La&uer*a de )onta/e se aplica contra la cara lateral delanillo eHterior seguir el )anual del taller.

$. luricar el roda)iento con grasa S K@AEA, siel )is)o no es oturado. ntar grasa sore e l laiooturador ' )ontar el nue+o reten en posici(ncorrecta

DISE'ODEELEMENTO

SDE

MA(UIN

AII

Instrucciones De Monta/e De


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Instrucciones De Monta/e De@oda)ientos En @uedas

,. )ontar el roda)iento eHterior !,# ' el )anguitodistanciador !# sore el cuo !0# nota. La &uer*ade )onta/e se aplicara contra la cara lateral delanillo interior. Luricar ta)i


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Manteni)iento De@oda)ientosInspecciones regulares ' una

luricaci(n peri(dica6 a'udan a)antener los roda)ientos &uncionando

con precisi(n ' por periodosprolongados. n )anteni)ientoinapropiado o &alta del )is)o puedena&ectar su &unciona)iento ' conducir a

reparaciones costosas. La siguientein&or)aci(n proporciona una gua de)anteni)iento pre+enti+o para e+itar&allas pre)aturas. D

ISE'ODEELEMENTOSDE

MA(UIN

AII

DISE'O

DE

ELEMENTO

SDE

MA(UINA

II

Manteni)iento De


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Manteni)iento De@oda)ientosLIMPIE;A

Roda!ien,os sin plaas de pro,ei2n u o+,urai2n

-ara li)piar adecuada)ente un roda)iento sin placas deprotecci(n u oturaci(n se necesita un sesto )et?lico6 un

tanBue peBueo con sol+ente !petr(leo o dieselG no sereco)ienda utili*ar gasolina#6 una roca de cerdas duras 'un trapo sin pelusa. El ?rea de traa/o ' el erra)entaldeen estar lires de pol+o u otros conta)inantes. ColoBuelos roda)ientos en el cesto )et?lico su)ergi


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Manteni)iento De@oda)ientosRoda!ien,os on plaas de pro,ei2n u o+,urai2n

Los roda)ientos Bue tienen placas de protecci(n uoturaci(n en a)os lados no es necesario la+arlos consol+ente. Solo deen li)piarse cuidadosa)ente e+itando

Bue la suciedad penetre en los roda)ientos. Losroda)ientos Bue tienen placas de protecci(n uoturaci(n en un solo lado deen la+arse de la )is)a&or)a Bue los roda)ientos sin sellos. -@ECACION:recuerde Bue )ucos sol+entes son alta)entein[a)ales ' Bue deen to)arse precauciones en su

)ane/o para e+itar accidentes. No se dee utili*argasolina 'a Bue esta de/a una pelcula en el roda)ientoBue puede causar la desco)posici(n de luricante 'de/ar los )ateriales eHpuestos sin ninguna protecci(ncontra la corrosi(n. D

ISE'ODEELEMENTOSDE

MA(UIN

AII

Manteni)iento De


65/129

Manteni)iento De@oda)ientosINSPECCION

Inspeccione los roda)ientos en superciesli)pias. Los roda)ientos Bue son separales!conos6 ta*as ' roda)ientos cilndricos# deen

inspeccionarse )ientras est?n desensa)lados.Los roda)ientos Bue no puedan desensa)larsedeen inspeccionarse cuidadosa)ente deposiles daos. A continuaci(n se descrien lasinspecciones Bue deen reali*arse para detectar

las &allas )?s &recuentes Bue puedenencontrarse. Sie)pre dee recordarse Bue encaso de duda6 es )e/or re)pla*ar el roda)iento.

DISE'ODEELEMENTOSDE

MA(UIN

AII

Manteni)iento De


66/129

Manteni)iento De@oda)ientosCorrosi2n por on,a,o

"eriBue si 'a eHiste oHido en la

supercies de )onta/e de los anillosinterior ' eHterior del roda)iento. Estetipo de corrosi(n es pro+ocado por una/uste de)asiado [o/o en elalo/a)iento o el e/e. Co)oconsecuencia de esto6 puede eHistiruna distriuci(n no uni&or)e de lacarga sore el roda)iento.

DISE'ODEELEMENTOSDE

MA(UIN

AII

Manteni)iento De


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Manteni)iento De@oda)ientosDesasarillado

Inspeccione las supercies internas delroda)iento de peBueas &racturas '

partculas desprendidas de )aterial lo cualse conoce co)o descascarillado es undesgaste natural en el roda)iento 'e+entual)ente pro+oca la &alla del )is)o.

Inden,aiones

Inspeccione el roda)iento de posiles)arcas6 ralladuras o picaduras.

DISE'ODEELEMENTOSDE

MA(UIN

AII

LEY DE $RAS#OF


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LEY DE $RAS#OF

una de las consideraciones de )a'or

i)portancia cuando se disea un )ecanis)oBue se i)pulsa con un )otor6 es asegurarse deBue la )ani+ela de entrada pueda reali*ar unare+oluci(n co)pleta

los )ecanis)os en los Bue ningFn esla(ndescrie una re+oluci(n co)pleta no serianFtiles para estas aplicaciones. Cuando se tratade un eslaona)iento de arras6 eHiste unapruea )u' sencilla para saer si se presenta

este caso.la le' de graso& no especica el orden de los

eslaones Bue se conectan6 o cual de loseslaones de la cadena de cuatro arras es /o. D

ISE'ODEELEMENTOSDE

MA(UIN

AII

LEY DE $RAS#OF


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LEY DE $RAS#OF

para un eslaona)iento plano de cuatro arras6 la

su)a de las longitudes )?s corta ' )?s larga de loseslaones no puede ser )a'or a la su)a de laslongitudes de los dos eslaones restantes 6 si sedesea Bue eHista una rotaci(n relati+a continua entrelos dos ele)entos.

la le' de graso& especica Bue uno de loseslaones6 en particular el )?s peBueo6 giracontinua)ente en relaci(n con los otros tres solocuando:

SXl QpXBSi no se satis&ace esta desigualdad ningFn esla(n

e&ectuara una relaci(n co)pleta en relaci(n con elotro.

DISE'ODEELEMENTOSDE

MA(UIN

AII


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LEY DE $RAS#OF

Si el esla(n )?s corto S es ad'acente al /o6co)o se )uestra en la gura6 se otiene lo Bue seconoce co)o eslaona)iento de )ani+elaoscilador. El esla(n S es la )ani+ela 'a Bue escapa* de girar continua)ente ' el esla(n -6 Bue

solo puede oscilar entre ciertos l)ites6 es eloscilador.

DISE'ODEELEMENTOSDE

MA(UIN

AII


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LEY DE $RAS#OF

Si se /a el esla(n opuesto a S6 seotiene la cuarta in+ersi(n6 o sea6 el)ecanis)o de dole oscilador6 Bueaparece en la siguiente gura. Se oser+a

Bue aunBue el esla(n S es capa* dee&ectuar una re+oluci(n co)pleta6 ningunode los ad'acentes al de re&erencia puedeacer lo )is)o6 a)os deen oscilar entrel)ites6 ' son por lo tanto6 osciladores.

DISE'ODEELEMENTOSDE

MA(UIN

AII


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LEY DE $RAS#OF

Si el esla(n )?s corto S es ad'acenteal /o6 co)o se )uestra en las guras6ta)i


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LEY DE $RAS#OF

El )ecanis)o de esla(n de arrastre6 lla)adota)i


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LEY DE $RAS#OF

Si

SXl 4pXB

Los cuatro posiles )ecanis)os son los casos

anteriores6 pero todos ellos su&ren de la condici(nde pun,o de a!+io) las lneas centrales detodos los eslaones resultan colineales6 cre?ndoseta)i


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LEY DE $RAS#OF

SiSXl VpXB

@esultan cuatro )ecanis)os de oscilador

triple tipo no graso&6 dependiendo de cualesla(n es la tierra. n )o+i)ientorelati+o continuo no es posile para estecaso

DISE'ODEELEMENTOSDE

MA(UIN

AII


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LEY DE $RAS#OFSI

l4B ' s4p

El eslaona)iento de paralelogra)o 'eslaona)iento deltoide son casos especiales del

)ecanis)o anterior. En el pri)ero6 l4B ' s4p ' loseslaones cortos est?n separados por un largo. Loscuatro eslaona)ientos son de )ani+ela dole sison controlales atre+es de los puntos de ca)io.Este es el Fnico )ecanis)o de cuatro arras capa*de producir )o+i)iento paralelo del acoplador6pero todas las tra'ectorias son arcos circulares.

I

DISE'ODEELEMENTOSDE

MA(UIN

AII


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In+ersi(n Cine)?ticaEn la gura se presenta el )ecanis)o ?sico

de corredera )ani+ela6 tal ' co)o seencuentra en la )a'ora de los )otores deco)usti(n interna de o' en da. El esla(n6 el pist(n6 es i)pulsado por los gases deeHpansi(n ' constitu'e la entradaG el esla(n $la )ani+ela6 es la salida i)pulsadaG ' el )arcode re&erencia es el loBue del cilindro6 elesla(n 1. Al in+ertir los papeles de entrada '

salida6 este )is)o )ecanis)o puede ser+irco)o co)presora.

DISE'ODEELEMENTOSDE

MA(UIN

AII


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Angulo De Trans)isi(n

E/e)plo: calcular el ?ngulo detrans)isi(n )?Hi)o ' )ni)o deleslaona)iento de cuatro arras6 si

r14,.c)G r$41.c)G r,4,.0c) 'r4$.c) !el ?ngulo )ni)o seencuentra cuando 4 ' el ?ngulo)?Hi)o se encuentra cuando

418#

DISE'ODEELEMENTOSDE

MA(UIN

AII

?


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"enta/a Mec?nica

-or lo tanto6 el Angulo deTrans!isi2n de un eslaona)iento decuatro arras est? dada por:

DISE'ODEELEMENTOSDE

MA(UIN

AII

?


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"enta/a Mec?nicaEl ?ngulo entre al acoplador ' el seguidor se lla)a

Angulo de Trans!isi2n" Con&or)e este dis)inu'e6 la+enta/a )ec?nica se reduce e incluso una cantidad peBueade &ricci(n ar? Bue el )ecanis)o se cierre o se trae.

Cuando el seno del ?ngulo ` se ace cero la +enta/a)ec?nica se ace innitaG cuando el i)pulsor AR esdirecta)ente alineado con el acoplador RC6 ' ocurre cuandoal )ani+ela est? en la posici(n AR16 ' otra +e* cuando seencuentra en la posici(n AR. Se oser+a Bue estas denenta)i


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"enta/a Mec?nicaLa


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@adio Mni)o De Cur+atura -araLe+as De Seguidor @adial ' @odillo

Mo+i)iento ar)(nico o )odicadode suida co)pleta o retornoco)pleto

DISE'OD

EELEMENTOSDE

MA(UIN

AII

Diagra)a De


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Diagra)a DeDespla*a)ientos -or lo tanto:

An?loga)ente para igualar las +elocidades en el puntoC6 se iguala el +alor de la +elocidad del seg)ento RC conel de la ecuaci(n de )o+i)iento se)iar)onico de suida!el )o+i)iento de suida para alcan*ar el punto )?salto#.

En

O ien:

Igualando los +alores de cada &rontera di&erente a cerode las cur+as de las deri+adas tene)os:

Sae)os Bue:DISE'OD

EELEMENTOSDE

MA(UIN

AII

Diagra)a De


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Diagra)a DeDespla*a)ientos-or lo tanto:

-ara igualar las aceleraciones !cur+aturas# en elpunto D6 se iguala el +alor de la aceleraci(n dela ecuaci(n del )o+i)iento se)iar)onico de

suida:

En

O ien:

Con la aceleraci(n de la ecuaci(n de )o+i)ientoar)(nico )odicado de retorno co)pleto:

En DISE'OD

EELEMENTOSDE

MA(UIN

AII

Diagra)a De


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Diagra)a DeDespla*a)ientosO ien:

igualando los +alores de cada &rontera di&erente acero de las cur+as de las deri+adas tene)os:

Sae)os Bue: '

Sustitu'endo otene)os:

DISE'OD

EELEMENTOSDE

MA(UIN

AII

Diagra)a De


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Diagra)a DeDespla*a)ientos-ara la co)patiilidad geo)


87/129

Diagra)a DeDespla*a)ientos@esol+iendo si)ult?nea)ente las 0 ecuaciones

para las inc(gnitas L16 L,6 `16 `, ' ` sedeter)inan los +alores apropiados de lospar?)etros restantes.

-or ende6 en resu)en se otiene Bue:Ele.ai2n 6plg7 Ro,ai2n De La Le.a

6rad7

L141.5$$ `141.80410.5$f

L$41.$0 `$4.58040f

L,4.$55 `,4.$5,410.51f

L4,. `41.8$541,.$851f

L04. `041.0584f DISE'OD

EELEMENTOSDE

MA(UIN

AII


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Ancura De Cara ' @adio Del Circulo -ri)ario

E/e)plo ,: suponiendo Bue las caractersticas dedespla*a)iento Bue se encontraron en el e/e)plo $6 se+an a lograr )ediante una le+a de placa con seguidor de)o+i)iento alternati+o ' cara plana6 deter)nese laancura )ni)a de la cara ' el radio )ni)o del circulopri)ario para asegurar Bue el radio de cur+atura de la

le+a sea )a'or Bue .$0pulgadas en todo punto.

Soluci(n:Con ase en el diagra)a de despla*a)ientos del e/e)plo $

se oser+a Bue la +elocidad )?Hi)a ocurre en la secci(nRC ' es:

La +elocidad )ni)a ocurre en la secci(n DE!)o+i)iento ar)(nico )odicado de retorno co)pleto#en: D

ISE'OD

EELEMENTOSDE

MA(UIN

AII


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Conoce)os los +alores del e/e)plo $6 para:

De )odo Bue:

La ancura )ni)a de la cara es:

DISE'OD

EELEMENTOSDE

MA(UIN

AII


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Esto se logra con 1.010 pulgadas acia la dereca ',.,05 pulgadas acia la i*Buierda del e/e de rotaci(n dela le+a6 ' se agrega alguna olgura apropiada a cadalado.

La aceleraci(n negati+a )ni)a ocurre en el punto D 'se puede allar su +alor )ediante:

En

O ien:

Conoce)os los +alores del e/e)plo $6 para:

De )odo Bue:

DISE'OD

EELEMENTOSDE

MA(UIN

AII


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Si se usan estos datos en la ecuaci(n:

Se encuentra el radio )ni)o del circulo pri)ario.

Entonces los datos del prole)a6 )in4.$0 pulgadas '4, pulgadas! ele+aci(n total#. Otene)os:

-ara este c?lculo se elegira el radio real de crculo pri)ario6co)o por e/e)plo:

DISE'OD

EELEMENT

OSDE

MA(UIN

AII

Trans)isi(n -or


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Trans)isi(n -orricci(nE/e)plo $: dos [ecas paralelas conectadas por

)edio de cilindros rodantes giran en el )is)osentido a 10 rp) ' 1 rp) respecti+a)ente. Elcilindro )?s peBueo tiene un di?)etro de 1c)Cu?l es la distancia entre los e/es de las [ecas=

Soluci(n:

Sae)os Bue la relaci(n de +elocidades angulareses:

DISE'OD

EELEMENT

OSDE

MA(UIN

AII

Trans)isiones de Randas "


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Trans)isiones de Randas "

La longitud de una anda trapecial o en " se otiene en &or)aco)pleta)ente si)ilar a la Bue se utili*o para deter)inar lalongitud de una anda plana.

Donde:

C4Distancia Entre E/es

D4Di?)etro de paso de la polea )a'or

D4 Di?)etro de paso de la polea )enor

Lp4Longitud de paso !o e&ecti+a# de la andaDISE'OD

EELEMENT

OSDE

MA(UIN

AII

C l


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CalesA )enudo se trans)ite potencia utili*ando cales Bue

corren sore poleas6 las Bue tienen superciesranuradas. Causado se trata de grandes cantidades depotencia trans)itida adentro de edicios6 los cales seacen de eneBu


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JeneBuenLa &or)a ' proporci(nes de las ranuras e)pleadas en )ucas de laspoleas para cale de eneBu


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-eBueas Cuerdas

-ara deter)inar si una ranura tiene la

pro&undidad necesaria en cualBuiercaso6 puede e)plearse la construcci(n)ostrada en la siguiente gura.

DISE'OD

EELEMENT

OSDE

MA(UIN

AII

Si t D T i i( C C l J


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Siste)as De Trans)isi(n Con Cales JeneBu


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Con Cales JeneBu


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Siste)as De Trans)isi(n Con Cales JeneBu


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-eBueas CuerdasA )enudo se e)plean para conectar e/es Bue no sonparalelos ' )u' corriente)ente la relaci(n direccional de

estos e/es dee +ariar. El e/e)plo )?s co)Fn se tiene en laspoleas iridas ' en ar)a*ones de re+oluci(n6 en Bue losusillos est?n i)pulsados por cuerdas Bue parten de unta)or largo6 cilndrico6 cu'o e/e &or)a ?ngulos rectos con

los e/es de los usillos. En tales casos6 la perpendicularco)Fn a los dos e/es dee ser contenida en los planos delas poleas conectadasG a)as poleas pueden estarranuradas6 o ien una de ellas puede ser cilndrica6 co)o enel e/e)plo )ostrado anterior)ente.

La siguiente gura )uestra dos poleas ranuradas6 cu'ose/es est?n en ?ngulos rectos entre si6 conectadas por )ediode una cuerda Bue puede correr en cualBuier direcci(n6sie)pre ' cuando la ranura sea lo suciente)ente pro&unda.

DISE'OD

EELEMENT

OSDE

MA(UIN

AII

El Ta)or


101/129

El Ta)or

Cuando una cuerda no si)ple)ente pasa soreuna polea6 sino Bue se asegura a ella un eHtre)o' se de+ana sore ella6 la polea constitu'e lo Bueusual)ente se conoce co)o ta)or. n ta)orpara un cale redondo es cilndrico6 ' el cale se

en+uel+e sore el en


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-eBueas Cuerdas

Sean AR ' A1 R1las pro'ecciones del lado de llegada de la cuerdaGpase)os un plano a tra+


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Cales De AceroSon propios para la trans)isi(n de engranes de potencia agrandes distancias6 por e/e)plo en &errocarriles de cale '

&uniculares. Su rigide*6 peso grande ' r?pida destrucci(ndeido a la [eHi(n6 los ace sin e)argo i)propio para suuso en ser+icio &aril6 en donde la +elocidad pro)edio delcale puede llegar a 1$ ))in. a Bue la )anera )?s

sencilla de ro)per un cale de acero es dolando6 loscales de ala)re6 ecos por cualBuier procedi)ientoan de)ostrado no se satis&actorios para trans)isionescon centros a corta distancia6 ' de grandes +elocidades6 ano ser Bue los di?)etros de las poleas seansuciente)ente grandes co)o para e+itar la [eHi(n del

cale6 es&or*?ndolo )as all? de su l)ite el?stico.Los cales no soportan sin dao el aplasta)iento lateral

causado por las ranuras en &or)a de "

DISE'OD

EELEMENT

OSDE

MA(UIN

AII

CARLES DE ACE@O


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CARLES DE ACE@OSon propios para la tras)isi(n de engranes de potencia agrandes distancias6 co)o por e/e)plo en &errocarriles de

cale ' &uniculares.

Su rigide*6 peso grande ' r?pida destrucci(n deida a la[eHi(n6 los ace sin e)argo i)propios para su uso enser+icio &aril6 en donde la +elocidad pro)edio del cale

puede llegar a los 1$ ))in. a Bue la )anera )assencilla de ro)per un cale de acero es dol?ndolo6 loscales de ala)re6 ecos por cualBuier procedi)ientoan de)ostrado no ser satis&actorios para trans)isionescon centros a corta distancia6 ' de grandes +elocidades6a no ser Bue los di?)etros de las poleas seansuciente)ente grandes co)o para e+itar la [eHi(n del

cale6 es&or*?ndolo )as all? de su li)ite el?stico.Los cales de acero no soportaran sin dao el

aplasta)iento lateral causado por las ranuras en &or)ade ".

DISE'OD

EELEMENT

OSDE

MA(UIN

AII

CARLES DE ACE@O


105/129

CARLES DE ACE@O

De aBu Bue sea necesarioconstruir las poleas conranuras tan ancas Bue elcale descanse sore el&ondo redondeado de las)is)as6 co)o se )uestra

en la siguiente gura6 enBue se +e una secci(n de lallanta de una polea paracale de acero. La &ricci(nau)enta grande)ente !'el desgaste del caledis)inu'e# al &orrar el

&ondo de la ranura conalgFn )aterial el?stico6co)o gutaperca6 )aderao cuero6 colocado ensecciones cortas ' &or*adoal &ondo de la ranura. D

ISE'OD

EELEMENT

OSDE

MA(UIN

AII

ES-ECIICACIONES DE CARLES DE 9 8 CO@DONES -A@A K@AS


106/129

8 CO@DONES -A@A K@AS 6ASCENSO@ES A-A@ATOS ANALOKOS

DISE'OD

EELEMENT

OSDE

MA(UIN

AII



107/129


DISE'OD

EELEMENT

OSDE

MA(UIN

AII



108/129


DISE'OD

EELEMENT

OSDE

MA(UIN

AII

igura 1.1 siste)a de


109/129

igura 1.1 siste)a decontrol de +elocidad.

DISE'OD

EELEMENT

OSDE

MA(UIN

AII


110/129

igura1, siste)a de control dete)peratura

Seccion1$ e/e)plos de siste)as decontrol. D

ISE'OD

EELEMENT

OSDE

MA(UIN

AII


111/129

ig.1$ root Bue usa un proceso de reconoci)iento depatrones.

Crepancia !error# el controlador en+ia una seal al cale&actor6 atra+es de una inter&ase6 un a)plicador ' un rele+ador6 paraacer Bue la te)peratura del orno adBuiera un +alordeseadio.

DISE'OD

EELEMENT

OSDE

MA(UIN

AII


112/129

Deter)ine los grados de liertad delos siguientes )ecanis)os:

DISE'OD

EELEMENT

OSDE

MA(UIN

AII

CALCLOS -A@A DETE@MINA@ ELNME@O DE K@ADOS DE LIRE@TAD DE


113/129

NME@O DE K@ADOS DE LIRE@TAD DEN MECANISMO -LANO

Deter)ine los grados de liertad de lossiguientes )ecanis)os:

DISE'OD

EELEMENT

OSDE

MA(UIN

AII

CALCLOS -A@A DETE@MINA@ EL NME@ODE K@ADOS DE LIRE@TAD DE N


114/129

DE K@ADOS DE LIRE@TAD DE NMECANISMO -LANO

Deter)ine los grados de liertad delos siguientes )ecanis)os:

0

11

9

:

2

1

=

=

=

P

P

n

donde

( )

2

22)8(3

)0(1)11(2)19(3

1213

:

21

=

=

=

=

M

M

M

PPnM

sabemos

1

8

8

:

2

1

=

=

=

P

P

n

donde ( )

4

116)7(3

)1(1)8(2)18(3

1213

:

21

=

=

=

=

M

M

M

PPnM

sabemos

1

8

7

:

2

1

=

=

=

P

P

n

donde

( )

1

116)6(3

)1(1)8(2)17(3

1213

:

21

=

=

=

=

M

M

M

PPnM

sabemos

0

7

6

:

2

1

=

=

=

P

P

n

donde ( )

1

14)5(3

)0(1)7(2)16(3

1213

:

21

=

=

=

=

M

M

M

PPnM

sabemos

0

15

12

:

2

1

=

=

=

P

P

n

donde

( )

3

30)11(3

)0(1)15(2)112(3

1213

:

21

=

=

=

=

M

M

M

PPnM

sabemos

0

18

14

:

2

1

=

=

=

P

P

n

donde

( )

3

36)13(3

)0(1)18(2)114(3

1213

:

21

=

=

=

=

M

M

M

PPnM

sabemos

DISE'OD

EELEMENT

OSDE

MA(UIN

AII

CALCLOS -A@A DETE@MINA@EL NME@O DE K@ADOS DE


115/129

LIRE@TAD DE N MECANISMO

-LANODeter)ine los grados de liertad delos siguientes )ecanis)os:

0

12

10

:

2

1

=

=

=

P

P

n

donde( )

3

24)9(3

)0(1)12(2)110(3

1213

:

21

=

=

=

=

M

M

M

PPnM

sabemos

1

88

:

2

1

=

=

=

P

Pn

donde

( )

4

116)7(3

)1(1)8(2)18(3

1213

:

21

=

=

=

=

M

M

M

PPnM

sabemos

0

1210

:

2

1

=

==

P

Pn

donde ( )

3

24)9(3)0(1)12(2)110(3

1213

:

21

=

==

=

M

M

M

PPnM

sabemos

0

13

10

:

2

1

=

==

P

P

n

donde

( )

1

26)9(3

)0(1)13(2)110(31213

:

21

=

=

=

=

M

M

M

PPnM

sabemos

DISE'OD

EELEMENT

OSDE

MA(UIN

AII

EHa)en aneHo en arci+o deord Ze a)en $do deptalZ


116/129

hord :ZeHa)en $do deptalZINSTITTO -OLITECNICO NACIONAL

ESCELA S-E@IO@ DE INKENIE@IA MECANICA ELECT@ICANIDAD -@OESIONAL TICOMAN $P EAMEN -A@CIAL DE DISEjO DE ELEMENTOS DE MA;INA. NOMR@E: kkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkECJAkkkkkk K@-O: kkkkkkkkkk @esuel+a correcta)ente los siguientes e/ercicios: 1.una arra )aci*a de acero ARCD co)o se )uestra en la gura 1 tiene

un di?)etro de , pulgadas6 gira lire)ente en una cu)acera en D '

esta cargado en R ' C por pares T14$ plg. ' T$41$plg.. La [ecaesta conectada a una ca/a de engranes en A6 los cuales est?nasegurados en &or)a te)poral en posici(n /a. Deter)inar el es&uer*ocortante )?Hi)o en cada parte de la arra ' el ?ngulo de torsi(n en eleHtre)o D. Suponer L14$ plg. L$4,plg L,4$plg ' un )odulo derigide* de 110 si.

$.deter)inar el di?)etro )ni)o reBuerido para una arra circular

)aci*a so)etida a un par de torsi(n de ,$ plg>l. Si el es&uer*ocortante per)isile es de 1 psi ' el ?ngulo de torsi(n per)isilepor unidad de longitud es de 1P por , &t6 considerar un )odulo de rigide*de 11eHp9 psi.

,.la [eca ARC )ostrada en la gura $ se i)pulsa )ediante un )otor enA Bue desarrolla ,h a una +elocidad rotacional de , J*. Los engranesen R ' C asoren 1$ ' 18 h respecti+a)ente. Las longitudes de lasdos pociones de ARC son: L141.0) L$4.).

Deter)inar el di?)etro reBuerido si el es&uer*o cortante per)isile en

DISE'OD

EELEMENT

OSDE

MA(UIN

AII

iguras del EHa)en antrior


117/129

iguras del EHa)en antrior

IK.1

IK.$

DISE'OD

EELEMENT

OSDE

MA(UIN

AII

ANKLO DE T@ANSMICION


118/129


Solucion:

De la le' de Kraso& sae)os Bue :

mmmm

mmmmmmmm

qpls

165125

907510025

++

++

-or lo tanto tene)os Bue un Mecanis)o de Mani+elaOscilador.

El angulo de trans)icion )ino)o se encuentracuando 4P ' el angulo de trans)icion )aHi)o es

cuando 418P. 1301.53)75)(90(2

0cos)25)(100(2251007590 2222

cosmin 1 =

++=

0907.98)75)(90(2

180cos)25)(100(2251007590 2222

cosmax 1 =

++=

DISE'OD

EELEMENT

OSDE

MA(UIN

AII



119/129


E/e)plo: uneslaona)iento tiene unesla(n de re&erenciar14 1))6 una)ani+ela r$4$0 ))6

un acoplador r,4 ))' un oscilador r4 50)6diu/ese eleslaona)iento 'encu


120/129

-OSICION DE "OL;ETE

La posici(n de +olBuete la otene)os cuando el i)pulsorAR esta directa)ente alineado con el acoplador RC.

-ara la posici(n de +olBuete A R1 C1 D tene)os Bue:

-or la le' de cosenos otene)os:

=

+

++=

)(2

)(cos

32

2

4

2

32

21

rr

rrrr

DISE'OD

EELEMENT

OSDE

MA(UIN

AII


121/129

Sustitu'endo los +alores tene)os Bue:

0737.40)9025)(100(2

75)9025(100cos

2221 =

+

++=

1332.59)75)(90(2

0737.40cos)25)(100(2251007590cos

2222

1=

++=

volquete

-or lo tanto el ?ngulo de +olBuete paraesta posici(n es:

DISE'OD

EELEMENT

OSDE

MA(UIN

AII

-OSICION DE "OL;ETE


122/129

-OSICION DE "OL;ETELa posicion de +olBuete la otene)os cuando el i)pulsor AR esta

directa)ente alineado con el acoplador RC.

-ara la posiscion de +olBuete ARCD tene)os Bue:

Por la le( de cosenos obtenemos)

+=

))((2

)(cos

231

2

4

2

23

2

11

rrr

rrrr

DISE'OD

EELEMENT

OSDE

MA(UIN

AII

-OSICION DE "OL;ETE


123/129

-OSICION DE "OL;ETE

Sustitu'endo los +alorestene)os Bue:

-or lo tanto el ?ngulo de +olBuete para estaposici(n es:

5827.2281805827.48)2590)(100(2

75)2590(100cos

2221 =+=

+=

8815.90)75)(90(2

5827.228cos)25)(100(2251007590

cos

22221

=

++

=

volquete

DISE'OD

EELEMENT

OSDE

MA(UINAII

IN"E@SIONCINEMATICA


124/129

CINEMATICACuando se eligen di&erentes eslaones co)ore&erencias para una cadena cine)?tica dada6 los

!o.i!ien,os rela,i.os entre los distintoseslaones no se alteranG pero sus !o.i!ien,osa+solu,os !los Bue se )iden respecto al dere&erencia# pueden ca)iar dr?stica)ente.

El proceso de elegir co)o re&erencia di&erenteseslaones de una cadena recie el no)re dein.ersi2n ine!/,ia"

En una cadena cine)?tica de n eslaones6 si se

escoge cada uno de ellos sucesi+a)ente co)ore&erencia6 se tienen n in+ersiones cine)?ticasdistintas de la cadena6 es decir n )ecanis)osdi&erentes.

DISE'OD

EELEMENT

OSDE

MA(UINAII

IN"E@SION CINEMATICA


125/129


En la gura se )uestra la )is)a cadenacine)?tica6 solo Bue aora se a in+ertido' el esla(n $ Bueda estacionario. Elesla(n 16 Bue antes era el de re&erencia6gira aora en torno a la re+oluta en A. esta

in+ersi(n del )ecanis)o corredera)ani+ela se utili*o co)o la ase del )otorrotatorio e)pleado en los pri)erosa+iones.

DISE'OD

EELEMENT

OSDE

MA(UINAII



126/129


En la gura aparece otra in+ersi(n de la)is)a cadena de corredera )ani+ela6co)puesta por el esla(n ,6 Bue antes erala iela6 ' Bue en estas circunstancias

actF*a co)o esla(n de re&erencia. Este)ecanis)o se uso para i)pulsar lasruedas de las pri)eras loco)otoras de+apor6 siendo el esla(n $ una rueda.

DISE'OD

EELEMENT

OSDE

MA(UINAII



127/129


La cuarta ' ulti)a in+ersi(n de la cadena de lacorredera)ani+ela tiene al pist(n6 el esla(n 6estacionario. AunBue no se encuentra en)otores6 si se ace girar la gura P en el)is)o sentido del )o+i)iento de las )anecillasdel relo/6 este )ecanis)o se puede reconocer

co)o parte de una o)a de agua para /ardn.

DISE'OD

EELEMENT

OSDE

MA(UINAII

Determine los !rados de libertad de los si!uientes mecanismos)


128/129

DISE'OD

EELEMENT

OSDE

MA(UINAII

LE DE K@ASJO


129/129

E'OD

EELEMENT

OSDE

A(UINAII

proyecto pares cinematicos pp

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