Mecanismos 2. Rotación en rotación. Poleas y engranajes Transmisión por cadena.

Transcripción

1 Mecanismos 2. Mecanismos que transforman movimientos: Rotación en rotación. Poleas y engranajes Transmisión por cadena. Rotación en traslación y viceversa : Piñón Cremallera. Rotación en alternativo regular y viceversa: Biela- Manivela Rotación en alternativo irregular y viceversa: Leva- Seguidor

2 1. Poleas Una polea es un elemento mecánico en forma de disco, que en su periferia se realiza una muesca o entalla regular, que se denomina garganta. Gira alrededor de un eje axial o perpendicular que pasa por su centro. Por la garganta se desplaza una correa inextensible y sin peso que permite transmitir los movimientos. Antes de realizar el montaje del mecanismo se deben de calcular los diámetros de las gargantas de todas las poleas que lo componen. Para ello se utilizará un calibre si dicho diámetro varia entre 0,5 mm y 150 mm. El calibre usado en las prácticas tiene una Apreciación, A = 150 mm y una precisión de p = 0,02 mm.

3 Φ2 M Φ1 1. n 1 = 2. n 2 M En una transmisión por poleas se conserva el sentido de giro

4 Poleas Cruzando la correa se consigue invertir el sentido de giro

5 Tren de poleas. Un tren de poleas es un sistema mecánico formado por más de dos ejes. M RT = n 3 = 1. 3 = n =15 Es un sistema Amplificador n 3 =15 n n 3 =n 1.15= =45000 rpm 1

6 Engranajes. Un engranaje es una rueda dentada. Lo primero que se tiene que hacer es contar el número de dientes. Se representa por la letra z. Posteriormente, con la ayuda de un calibre se calcula el diámetro externo, incluyéndose los dientes, Φ e y el diámetro interno, sin incluir los dientes, Φ i. Con estos datos se calcula el diámetro medio Φ m. m = e i 2 A continuación se calcula el módulo del engranaje: m= m z m. = p paso del engranaje Para que dos ruedas dentadas engranen tienen que tener el mismo módulo.

7 Engranajes d 12 M M paso RT = n 2 n 1 = z 1 z 2

8 Tren de engranajes Está formado por más de dos ejes M M n 1 =3000 rpm RT = n 3 = z 1. z 3 = n 1 z 2. z =0,125 El sistema es reductor RT <1 n 3 =RT. n 1 =0, =375rpm

9 Transmisión por engranajes 1. Engranajes rectos o helicoidales. Transmiten movimientos en ejes paralelos. 2. Engranajes troncocónicos. Transmiten movimientos en ejes que se cortan. 3. Sinfín Corona. Transmiten movimientos en ejes que se cruzan. Engranajes troncocónicos Sinfín-corona 1. n 1 =z 2.n 2 z2

10 Medida con calibre Regla principal Nonius o Nonio

11 Calibre

12 Piñón- cremallera Es un mecanismo que permite transformar un movimiento lineal en rotacional o viceversa.

13 Transmisión por cadena. La transmisión de movimiento de rotación entre dos ejes paralelos, se realiza mediante ruedas dentadas y una cadena de transmisión. El clásico ejemplo es la bicicleta. nº Platos:3 nº Piñones :6 n 1. z 1 =n 2. z 2 RT= n 2 n 1 = z 1 z 2 Biela

14 Transmisión por cadenas Considerando que la potencia de la máquina, P = F. v, donde F es la fuerza aplicada y v la velocidad conseguida, Bicicleta descendiendo una cuesta. La velocidad que se consigue es alta y la fuerza aplicada baja. La RT ha de ser la mayor posible; por lo tanto se combinará el plato grande y el piñón más pequeño. Bicicleta subiendo una cuesta. La velocidad que se consigue es baja; la fuerza aplicada debe ser alta. La RT ha de ser la menor posible; por lo tanto se combinará el plato pequeño y el piñón más más grande.

15 Biela- manivela Este mecanismo permite transformar un movimiento rotativo en otro alternativo regular y viceversa. Cilindro Bulón o pasador Pistón o émbolo

16 Biela-manivela Carrera,c=(L B + L M ) (L B L m ) c=2 L M cilindro Carrera, c Biela Manivela bulón Pistón o émbolo segmentos Cilindrada V =Φ pistón. c unidad cm 3

17 Árbol de manivelas: Cigüeñal Contrapesos

18 Leva- barra seguidora Es un mecanismo que permite transformar un movimiento rotacional en alternativo irregular o viceversa.

19 Árbol de levas Leva Eje con ocho levas. Permite la apertura y cierre de las válvulas de admisión y escape en los motores térmicos: de explosión y de combustión. Cada cilindro necesita dos levas para controlar las dos válvulas. Rodamiento

20 Problema 1 1. Las poleas que se muestran a continuación, la motriz(a) gira en el sentido que se muestra en la figura a n 1 = 100 rpm. El diámetro (Φ) de la conducida (B) es doble que el de la conductora, determinar: a. El sentido de giro de la conducida. b. La velocidad de giro de la conducida. c. La relación de transmisión del sistema y dibujar el esquema mecánico. M n A.Φ A =n B.Φ B n B = n A. Φ A Φ B = 100. Φ A 2. Φ A =50 rpm RT = n B = 50 =0,5(sistema reductor) n A 100 n1 n2

21 Problemas de mecanismos 2 Calcular las relaciones de transmisión máxima y mínima que se puede conseguir en una bicicleta que dispone de dos platos de 44 y 48 dientes y de cuatro piñones de 16, 18, 20 y 22 dientes. Determinar que relación se utilizará cuando se ascienda una montaña (mayor esfuerzo y menor velocidad). P = F. v a mayor velocidad menor fuerza y viceversa. RT M = z ( plato máximo) z ( piñón minimo) = =3 RT m = z ( plato minimo) z ( piñón máximo) = =2 Para subir una montaña se utilizará la RT mínima RT m =2

22 Problema 3. Un motor que gira a 3000 rpm tiene montado en su eje un engranaje de 15 dientes rectos y se encuentra acoplado mecánicamente a otro engranaje de 45 dientes. Calcular la velocidad del segundo engranaje, la relación de transmisión del sistema y dibujar el esquema. M z 1 ;;n 1 z 2 ;;n 2 RT = n 2 = z 1 = 15 =0,33<1;; Reductora n 1 z 2 45 n 2 =RT. n 1 =0, =1000 rpm

23 Problema 4 Un mecanismo se encuentra formado por un motor que en su eje tiene montado un tornillo sinfín ( de un diente) y se encuentra engranado con una corona de 45 dientes. Si el motor gira a 1800 rpm, calcular la velocidad a la que girará el engranaje conducido. Sinfín Corona 1. n 1 =z 2.n 2 n 2 = n 1 = 1800 z 2 45 Motor n 2 =40 r. p.m.

24 Problema 5 El piñón del grupo cónico del siguiente dibujo, posee 12 dientes y la corona 48. Determinar la relación de transmisión y la velocidad de giro de la corona cuando el piñón gira a 2800 rpm. RT = n 2 = z 1 = 12 =0,25<1 Reductora n 1 z 2 48 n 2 =n 1. RT= ,25=700r. p. m. M

25 Problema 6 Un tren de engranajes, se encuentra formado por cuatro ruedas dentadas de 10, 60, 20, 100 dientes respectivamente. El primer engranaje se acopla al eje motor, los dos siguientes a un segundo eje, y el cuarto engranaje se inserta en un tercer eje, engranado con la tercera rueda dentada. Si el motor gira a 1200 rpm, calcular la RT del sistema y la velocidad del tercer eje. Dibujar el esquema. M z3 n3 ; z4 n1,z1 n2, z2 RT = n 3 = z 1. z = n 1 z 2. z =0,033 z 3 =RT. z 1 =0, =40 r. p. m.

26 Problema 7 Determinar la cilindrada de un motor de explosión si su carrera es de 20 cm y el pistón tiene un valor de 6 cm de diámetro. V =π.( Φ 2 )2.C=π.( 6 2 ) 2. 20=565 cc.