UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIÓN A DISTANCIA

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1 UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIÓN A DISTANCIA NOMBRE... APELLIDOS... CALLE... POBLACIÓN... PROVINCIA... C. P.... SISTEMAS MECÁNICOS E.T.S. de Ingenieros Industriales PRUEBA DE EVALUACIÓN A DISTANCIA / 1 UNIDAD DIDÁCTICA / 1 Número de Expediente PE01A14

2 Sistemas Mecánicos. Primera Prueba 1 Prueba Objetiva Problema n.º 1. El mecanismo de la figura es un mando marino de accionamiento del timón de un buque conocido por «Deslizadora de RAPSON». O2B es la caña y AC la barra de mando. Si la velocidad de AC permanece constante e igual a 20 cm/min, hallar la velocidad y aceleración angulares de la caña del timón en función de θ2. Calcular el diagrama de velocidades y aceleraciones. DATO: θ2 = 300º

3 Sistemas Mecánicos. Primera Prueba 2 Problema n.º 2. Se desea equilibrar el rotor de la figura de tres masas agregándole una cuarta masa. Determinar el peso requerido y la posición angular de la masa de balanceo, que se debe localizar a una distancia r4 = 5 cm.

4 Sistemas Mecánicos. Primera Prueba 3 Problema n.º 3. En el mecanismo del cuadrilátero articulado mostrado en la figura 1, las barras 2 y 3 son barras rígidas, de peso despreciable y de igual longitud a. La barra 4 está formada por un muelle lineal de constante K y longitud libre también a. En el punto medio C de la barra 3 se aplica una fuerza P = K a/2 que actúa en dirección normal a AB. Hallar la posición de equilibrio estático y la fuerza del muelle.

5 Sistemas Mecánicos. Primera Prueba 4 Problema n.º 4. El cigüeñal de un motor que lleva dos volantes A y B, el brazo acodado equivale a una masa de m3 =10 kg situada a una distancia r = 20 cm del cigüeñal. Los dos volantes son de igual masa m1 = m2 = 100 kg estando el c.d.g. del volante en B a 1,5 mm de su eje geométrico tal como muestra en la fig. 2. Si la velocidad de giro es de 120 rpm, calcular: a) Reacciones dinámicas en los cojinetes C y D antes de equilibrar. b) Masas correctoras M1 y M2 colocadas en los radios a una distancia ρ1= ρ2 = 30 cm una en cada volante y que sean capaz de equilibrar el sistema.

6 Sistemas Mecánicos. Primera Prueba 5 Problema n.º 5. En el mecanismo mostrado en la figura 3, el eslabón 2 mueve el eslabón 3 por medio de un perno en el punto B. El eslabón 2 gira a velocidad angular uniforme w2 de 50 rad/sg y el radio de curvatura R de la ranura en el eslabón 3 es de 12 cm. Determinar la aceleración AB3 del punto B3 en el eslabón 3 y la aceleración angular α3 para la posición mostrada en la figura.

7 Sistemas Mecánicos. Primera Prueba 6 Problema n.º 6. En el mecanismo de cepillo de manivela mostrado en la figura el eslabón 2 gira a una velocidad regular constante w2 de 10 rad/sg. Determinar la aceleración AA4 en el eslabón 4 y la aceleración angular α4 cuando el mecanismo está en la posición mostrada en la figura.

8 Sistemas Mecánicos. Primera Prueba 7 Problema n.º 7. En el mecanismo representado en la fig. la barra 2 gira con velocidad angular w2 = 50k rad/sg y aceleración angular α2 = 10k rad/sg 2. Las barras 2 y 4 son de sección circular constante de 8 cm 2. La barra 3 es de sección circular constante de 8 cm 2. La densidad de material de todas las barras es de 7 gr/cm 3. Hallar para la posición indicada: 1. Diagrama de velocidades y aceleraciones. 2. Reacciones en los cojinetes O2, O4 y A.

9 Sistemas Mecánicos. Primera Prueba 8 Problema n.º 8. Un disco de 100 kg de peso está montado sobre un eje que se apoya entre dos cojinetes A y B a ambos lados del disco. El cojinete A se encuentra a 80 cm de plano de revolución del disco y el B a 60 cm. Suponiendo que el c.d.g. del disco se encuentra a 0,5 cm de su eje geométrico y que la velocidad angular es constante w = 600 r.p.m. Hallar: 1. Las reacciones dinámicas en los cojinetes RA y RB. antes de equilibrar. 2. La masa M capaz de equilibrar el disco, colocada en el plano de revolución de la rueda a 60 cm de radio.

10 Sistemas Mecánicos. Primera Prueba 9 Problema n.º 9. El tren de la figura n.º 2 es un tren epicicloidal doble de ruedas cónicas. La rueda B está fija en la armadura y no puede girar. El piñón E está acuñado en el árbol. Admitiendo que el número de vueltas de E es 1, hallar las vueltas de la rueda H.

11 Sistemas Mecánicos. Primera Prueba 10 Problema n.º 10. El par motor y el par resistente de una máquina están representados por las funciones siguientes y ambas de período 2π. Par Motor: Mm = θ 2 + π Par resistente: Mr = -c1 θ2 + c2 θ (c1 y c2 son dos constantes > 0) Suponiendo una velocidad angular media wm = 1000 r.p.m., y un grado de irregularidad δ = 0,02, hallar el momento de inercia del volante y trazar las curvas de aceleración y velocidad angulares.

12 Sistemas Mecánicos. Primera Prueba 11 Problema n.º 11. La leva de rotación con seguidor rectilineo de rodillo gira a -50k rad/seg, con aceleración angular de 20k rad/seg 2. Calcular los diagramas de velocidades y aceleraciones y la velocidad y aceleración lineales del seguidor. Las dimensiones están dadas en mm.

13 Sistemas Mecánicos. Primera Prueba 12 Problema n.º 12. En el mecanismo de la figura n.º 3 calcular las fuerzas y los pares de inercias en todas las barras.

14 Sistemas Mecánicos. Primera Prueba 13 Problema n.º 13. En la figura n.º 3 se muestra el par resistente y el par motor de una máquina, con un valor máximo de 100 N.m. Calcular el m.d.i. del volante suponiendo que la velocidad de régimen es wm = 600 r.p.m. y que el grado de irregularidad de la máquina es δ = 0,04.

15 Sistemas Mecánicos. Primera Prueba 14 Problema n.º 14. Si la rueda 1 de la fig. 4 gira con una velocidad angular de 2500 r.p.m., hallar la velocidad de la rueda 6.

16 Sistemas Mecánicos. Primera Prueba 15 Problema n.º 15. La manivela AB de 80 cm de longitud gira con una velocidad angular de w2 = -6k rad/seg y con una aceleración angular de ε2 = 2k rad/seg 2. Sobre el extremo de la manivela se halla articulada una corredera que desliza sobre la ranura circular 4 cuyo radio medio de curvatura es de 100 cm. Hallar: a) Velocidad y aceleración angulares de la barra 4 y de la barra 3.

17 Sistemas Mecánicos. Primera Prueba 16 Problema n. 16. Se desea que el tren epicicloidal de la figura n.º 2 sea un tren sumador, es decir, que se cumpla la igualdad Wc = WA + WB. Determinar = Z3, Z4, Z5, Z6 y Z7 sabiendo que Z1 = 28 y Z2 = 42 dientes respectivamente y que todas las ruedas tienen el mismo módulo.

18 CONSULTAS REFERENTES AL CONTENIDO DE TEMAS Y METODOLOGÍA DE SU ESTUDIO RESPUESTAS DEL PROFESOR EVALUACIÓN PRUEBA OBJETIVA Aciertos Errores Omisiones TOTAL PRUEBA DE ENSAYO TOTAL

19 UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIÓN A DISTANCIA NOMBRE... APELLIDOS... CALLE... POBLACIÓN... PROVINCIA... C. P.... SISTEMAS MECÁNICOS E.T.S. de Ingenieros Industriales PRUEBA DE EVALUACIÓN A DISTANCIA / 2 UNIDAD DIDÁCTICA / 2 Número de Expediente PE01A14

20 Sistemas Mecánicos. Segunda Prueba 1 Prueba Objetiva Problema n.º 1. En el mecanismo de limadora representado en la figura, determinar la velocidad y aceleración del punto B. Calcular el diagrama de velocidades y aceleraciones.

21 Sistemas Mecánicos. Segunda Prueba 2 Problema n. 2. Dado el mecanismo de la figura, la barra 2 gira con una velocidad angular w2 = 1200 r.p.m. y adquiere una aceleración angular E2 = 2 rad/sg. Se conocen los valores de O2C = 4 2 cm, O2A = 3 2 cm, O5M = 22 cm, MN = 10 cm y O2M = 8 cm. Calcular el diagrama de velocidades y aceleraciones y en ellos los valores de V6 y V6.

22 Sistemas Mecánicos. Segunda Prueba 3 Problema n.º 3. Equilibrar el rotor de la figura 3 con dos masas WA y WB situadas en los planos A-A y B-B, respectivamente, cuando gira a una velocidad de w = 500 r.p.m. Determinar las posiciones angulares de los pesos.

23 Sistemas Mecánicos. Segunda Prueba 4 Problema n.º 4. El motor monocilíndrico de gasolina de la figura 1 gira a una velocidad angular constante, w = 230 r.p.m. con las características siguientes:

24 Sistemas Mecánicos. Segunda Prueba 5 Problema n.º5. Para el eslabón mostrado en la figura, se pretende que las dos masas puntuales en A y B sean cinéticamente equivalentes. Determinar si lo son.

25 Sistemas Mecánicos. Segunda Prueba 6 Problema n.º 6. Una barra de longitud L de sección uniforme y de masa m. se encuentra articulada en su extremo A. Si desde una posición horizontal se deja caer la barra, hallar para una posición angular genérica θ del mecanismo: 1. Ecuación del movimiento. 2. Fuerza de inercia, par de inercia y reacción en el cojinete. 3. Fuerza reducida al punto G de la fuerza de inercia y par de inercia.

26 Sistemas Mecánicos. Segunda Prueba 7 Problema n.º 7. Un rotor está constituido por cuatro masas puntuales m1, m2, m3 y M4 tal como se muestra en la fig. Determinar las masas M1 y M2 capaz de equilibrar el sistema si éstas se colocan en los planos I y II a 4 cm del eje de giro. La distancia entre los dos planos de equilibrio es de d = 7 cm.

27 Sistemas Mecánicos. Segunda Prueba 8 Problema n.º 8. Dado el miembro de la máquina de la figura. Se pide: 1. Sustituir la masa continua de este miembro por tres masas puntuales situadas en A, G y B. 2. Si se sustituye el miembro por dos masas situadas en los puntos M y N, que pesan 7,74 kg y 4,26 kg respectivamente. Este sistema de dos masas será equivalente al miembro dado? Razonar las condiciones para que sea equivalente.

28 Sistemas Mecánicos. Segunda Prueba 9 Problema n.º 9. En la figura se muestra el par resistente en un ciclo de una cierta máquina. Admitiendo que el par motor se mantiene constante a lo largo del ciclo y que la velocidad de régimen es Wm, = 1200 r.p.m., hallar: 1. Momento de inercia del volante suponiendo un grado de irregularidad δ = 1/ Gráficas y expresiones analíticas de ε y ω.

29 Sistemas Mecánicos. Segunda Prueba 10 Problema n.º 10. En el tren epicicloidal de la fig., B y E son dos ruedas cónicas del mismo tamaño. Calcular wl cuando J da 40 r.p.m. El sentido de giro es el de las agujas del reloj.

30 Sistemas Mecánicos. Segunda Prueba 11 Problema n.º 11. Suponiendo que el miembro 4 de la figura n.º 1 rueda sin deslizamiento, hallar las velocidades y aceleraciones de los puntos E y C.

31 Sistemas Mecánicos. Segunda Prueba 12 Problema n.º 12. Un cilindro de radio r, masa m y m.d.i. IA, rueda sin deslizar por el interior de otro cilindro fijo de radio R. Los ejes de ambos cilindros son paralelos y el ángulo 19 se define por el ángulo formado entre la línea vertical que pasa por B y la línea que une los centros de los cilindros. Hallar: 1) Masa reducida al punto A.

32 Sistemas Mecánicos. Segunda Prueba 13 Problema n.º 13. Una barra uniforme y delgada de longitud L y masa m, parte inicialmente del reposo y está centrada en el punto más elevado de un cilindro fijo de radio a. Si el eje del cilindro es horizontal y la barra rueda sin deslizamiento sobre el cilindro, encontrar: 1) El momento de inercia generalizado de la barra.

33 Sistemas Mecánicos. Segunda Prueba 14 Problema n.º 14. El par resistente de una máquina de período 2π, crece linealmente hasta un máximo de 360 N.m para un ángulo de θ = π, decayendo a continuación de forma lineal hasta el valor cero para Θ = 2π. Considerando un par motor constante en el intervalo de 0 a π seguido de una caída lineal hasta 0 para Θ = 2 π. Hallar: 1.º) Momento de inercia del volante necesario para conseguir que las velocidades angulares máxima y mínima no sobrepasen los valores de 51 y 49 rad/seg, respectivamente.

34 Sistemas Mecánicos. Segunda Prueba 15 Problema n.º 15. El generador G de la figura n.º 4 se acciona por medio de impulsos intermitentes de la forma indicada en el diagrama. El devanado del generador opone un par resistente M, constante y suficiente para mantener un régimen estacionario con velocidad media Wm = 1500 rp.m. El rotor del generador tiene un momento de inercia IG = 0,05 Kg.m 2. Con el fin de reducir la irregularidad de velocidad y los esfuerzos máximos en la transmisión se intercala un volante de momento de inercia Iv. Calcular Iv para conseguir un grado de irregularidad δ = 0,06.

35 CONSULTAS REFERENTES AL CONTENIDO DE TEMAS Y METODOLOGÍA DE SU ESTUDIO RESPUESTAS DEL PROFESOR EVALUACIÓN PRUEBA OBJETIVA Aciertos Errores Omisiones TOTAL PRUEBA DE ENSAYO TOTAL