diseño de maq.

8/17/2019 diseño de maq.

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Profesor: Diseño de MáquinaIng. Luis Urrea Tema Nº 1.

Tema 1: Aspectos generales sobre mecanismos.

1.1. Conceptos básicos.

• Mecanismos: Dispositivo o sistema om!inando e"ementos r#gidos $ en"a%ados

o unidos de una manera onveniente que pueden produ ir un efe to de

movimiento $&o fuer%a.

• Diferencia entre cinemática y dinámica:

o La inemáti a se puede definir omo "a ien ia que se en arga de"

estudio de "os fa tores de desp"a%amiento' ve"o idad $ a e"era i(n en "osdiferentes e"ementos que integran unos me anismos.

o La dinámi a' a diferen ia de "a inemáti a' esta in "u$e otro fa tor' "a

fuer%a.

• Aplicación de los mecanismos a la máquina.

o Me anismo manive"a)!ie"a) orredera.

1. *astidor o +asis: es fi,o o esta ionario. - / *0

/. Manive"a: tiene movimiento $ rota a"rededor de" punto / . - / 0

2. *ie"a: tiene movimiento más omp"e,o - om!ina i(n de rota i(n $

tras"a i(n a "a ve%0. - *0

3. 4orredera: Tiene movimiento de tras"a i(n a"ternativo +a ia "a dere +a $

+a ia "a i%quierda.

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O2

A

B

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Una ap"i a i(n de estos me anismos es en "os motores de om!usti(n

interna' donde e" es"a!(n 1 orresponde a" !"oque de" motor' e" es"a!(n / es

e" ig6eña"' e" es"a!(n 2 es "a !ie"a $ "a orredera es e" pist(n.

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a0

d0

e0

!0

0

a0 Imagen de dos !ie"as. !0 4uatro e,emp"os de pist(n

0 Una !ie"a $ un pist(n sin a,ustar d0 La imagen de un ig6eña" on todas sus ara ter#sti as

omo "os ontrapesos. 7" ig6eña" es "a manive"a.

e0 Una !ie"a on su pist(n $a a op"ado.


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o Me anismo Leva)8eguidor.

1. 4+asis o gu#a: es fi,o.

/. 8eguidor: puede moverse "i!remente +a ia arri!a $ +a ia a!a,o a trav9s

de "a gu#a 1 de forma a"ternativa

2. Leva: ira a"rededor de" punto on w3.

8e emp"ea en mu +as máquinas' a;n uando su uso más om;n son "os

motores de om!usti(n interna' donde "a "eva se ""ama igua"' e" seguidos son

"as vari""as' taquetes $ pist(n.

8e "e ""ama rueda "o a a" tipo de seguidor de rodi""o. Las imágenes de arri!a

es un e,emp"o de (mo se mueve e" seguidor de forma a"ternativa +a iaarri!a $ +a ia a!a,o on distan ia d.

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7stos son uatro tipos de seguidores' ara p"ana' rodi""o' i"#ndri o $ de uña.

7ste ;"timo tam!i9n se "e ono e omo de agu,a o de punta.

7n esta imagen se puede o!servar e" uso mas om;n de "as "evas' que es en

"os motores de om!usti(n interna' donde un e,e tiene diseñado $ formado

un on,unto de "evas que permite "a admisi(n de om!usti!"e $ e" es ape de

"os gases de "a om!usti(n de "os motores durante "os determinados i "os' a

este tipo de pie%a se "e ono e omo árbol de levas.

Árbol de levas7n "a imagen a "a i%quierda se o!serva un orte de

transversa" de una parte de" motor en = de

autom(vi" donde se apre ia "os dos ár!o"es de

"evas' "os taquetes' vari""as $ "as vá"vu"as deadmisi(n $ es ape.

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Válvula


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o 7ngrana,es: 8e usan para transmitir movimiento rota iona" de un e,e a

otro-s0> en a"gunos asos' uando "a redu i(n de ve"o idad es requerida

se usan trenes de engrana,es.

4uando se requieren a"tas redu iones o mu"tip"i adores de ve"o idad se

usan: a,as de ve"o idad -en autom(vi"es0' a,as redu toras' entre otros.

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a0 Par de engranesi"#ndri os re tos

!0 Par de engranesi"#ndri os +e"i oida"es de

e,es para"e"os0 Par de engranes

i"#ndri os +e"i oida"es dee,es ru%ados

d0 Pares de engranes (ni os

de dientes re tos

a0 !0

0

d0


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a0 @uego de tres engranes (ni os de dientes +e"i oida"es -tren de engrana,es0 !0 Torni""o sin fin $ orona0 =ista de un e,e torni""o sin fin.

d0 Pares de engrana,es +ipoida"es' tienen mu +o pare ido on "os engrana,es (ni os dedientes +e"i oida"es' pero se diferen ia que "os e,es no se ru%an ni están a"ineados.

e0 =ista de p"anta $ de perfi" de" diseño de engrana,es +ipoida"es.

a0

!0

0

d0

e0


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a0 Tren de engrana,es dondese o!servan "os diámetrosde "os engranes.

!0 Botograf#a de "osengrana,es de una a,a deve"o idad de autom(vi"

0 7squema de una a,a deve"o idad de autom(vi"donde se o!servan "asdistintas ve"o idadesin "usive retro eso.

!0

a0

0


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o Po"eas' orreas $ !andas: transmiten movimiento entre e,es. tam!i9n se

usan en e"eva i(n de argas.

7@7C4I4I . -Imagen "ado dere +o04uando e" oa"a ,a"a "a uerda' sigue "a pista

a" movimiento de po"eas' !andas $ vari""as

pivote para determinar si ada peso en "os

uadros numerados su!e o !a,a. Para "os

que tengan menta"idad de ingeniero' de!en

asumir que e" peso de" oa"a es sufi iente

para ven er "a fri i(n $ peso de todas "as

po"eas $ uadros numerados.

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a0 $ !0 son dos e,emp"o de uso de po"eas $ !andas o uerdas para e"evar argas.

Botograf#a de "os engrana,es de una a,a deve"o idad de autom(vi"a0 $ d0 Transmisi(n de movimiento a e,es

para"e"os.

a0

!0

0

d0


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o Cueda 4atarina $ 4adena> transmisi(n de movimiento entre e,es

ma$ormente a !a,a ve"o idad. Un "ado de "a adena esta tenso $ e" otro

f"o,o' este sistema uti"i%a mu +a "u!ri a i(n.

o Me anismo de !arras arti u"adas: es e" que se onstru$e por medio de

!arras arti u"adas que dependiendo de su onforma i(n' tamaño $

disposi i(n' genera un movimiento de un e"emento motri% a uno m(vi"'

se usa de forma eFtendida omo: onstru i(n de ,uguetes para transmitir

movimiento' onstru i(n de instrumentos de ontro" -man(metros'

vá"vu"as' sGit + de ontro"0 interruptores' re"o,es' equipos de for,ado $&o

estampados de meta"es omo martinetes' prensa' for,adores' entre otros.

7sta es una forma de ver 3 tipos de me anismos de !arras arti u"ados. s' es e" es"a!(nmas orto' l es e" mas "argo> p $ q' ua"quiera de "os otros dos es"a!ones

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a0 7" uso más om;n de este sistema "o

podemos ver en "as !i i "etas $ tam!i9n en"as moto i "etas. "a rueda grandetam!i9n se "e ono e omo estre""a.

!0 Imagen de una rueda 4atarina' piñ(n $adena. Transmisi(n entre e,es a !a,as

ve"o idad.

!0

a)


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1./. Defini i(n de Me anismo $ Máquina.

1./.1. Me anismo: es un dispositivo que transforma e" movimiento en un patr(n

desea!"e' por "o genera" desarro""a fuer%as mu$ !a,as $ transmiten po a

poten ia. 7,emp"os: !i i "etas' si""a p"ega!"e' re"o, aná"ogo' un paraguas'

sa apuntas manua".

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a0 Imagen de un e"evador de arga. !0 Imagen de un gato manua" tipo

diamante.0 Pant(grafo' es e" uso mas antiguo se

re( para rea"i%ar opias a es a"as deimágenes $ fotos.

a0

!0

0


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1././. Máquina: en genera" ontiene me anismos que están diseñados para produ ir

$ transmitir fuer%as signifi ativas. 7,emp"os: transmisi(n de un autom(vi"'

motor de om!usti(n interna' "a puerta de una !(veda de un !an o'

pro esador de a"imentos' ,uego me áni o de un parque de diversiones.

1.2. Movimiento $ tipos de movimientos.

8e +a!"a de movimiento de una part# u"a uando am!ia su posi i(n de un "ado a otro'

se puede de ir que su u!i a i(n am!ia $ tam!i9n que tiene oordenadas ini ia"es $

fina"es -F'$'%0

" +a!"ar de tra%a o tra$e toria' es tener ono imiento de "as oordenadas de u!i a i(n

a trav9s de" tiempo.

7" movimiento se puede dar de tres formas:

1.2.1. Movimiento en e" espa io o espa ia": se requieren de tres oordenadas para

su u!i a i(n -F'$'%0

1.2./. Movimiento p"ano o en e" p"ano: uando se requieren de dos oordenadas

para su u!i a i(n $ "a ter era es ero o onstante. -F'$0 %J J onstante. 7"

movimiento p"ano se puede "asifi ar en:

1.2./.1. Tras"a i(n: un uerpo r#gido se tras"ada uando "a posi i(n de

ada "#nea de" uerpo es para"e"a en todas "as posi iones de" uerpo a

trav9s de su i "o de movimiento. 8e dividen en dos tipos:

1.2./.1.1. Tras"a i(n re ti"#nea: uando todos "os puntos de" uerpo se

mueven en tra$e torias de "#neas re tas para"e"as. 4uando u uerpo

se mueve de esa forma $ además "o +a e en una dire i(n' en

dire i(n ontraria $ de forma a"ternativa' se di e que os i"a'

e,emp"o: un pist(n.

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1.2./.1./. Tras"a i(n urvi"#nea: uando "as tra$e torias de todos "os puntos

de" uerpo son urvas id9nti as para"e"as a un p"ano fi,o.

1.2././. rota i(n: Un uerpo rota uando ada punto de" mismo' tiene

movimiento p"ano $ además permane e a una distan ia onstante de un

e,e perpendi u"ar a" p"ano de movimiento.

1.2./.2. Tras"a i(n $ rota i(n: uando se mueve en un p"ano genera"' se

di e que tiene una om!ina i(n de rota i(n $ tras"a i(n' e,emp"o "a !arra

2 de" me anismo de 3 !arras arti u"ados.

1.2.2. Movimiento "inea": uando se requiere de una so"a oordenada para su

u!i a i(n $ "as otras dos son ero o onstante.

1.3. Defini i(n de 4i "o' Per#odo $ Base.

• 4i "o: 4uando todas "as partes de un me anismo "uego de ini iado su

movimiento' +a pasado todas "as posi iones posi!"es $ +a retornado a sus

posi iones re"ativas origina"es' se di e que e" me anismo +a omp"etado uni "o.

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• Per#odo: e" tiempo requerido para que un me anismo omp"ete un i "o' se ""ama

periodo.

• Base: "as posi iones re"ativas simu"táneas de un me anismo en un instante dado

en un i "o determina una fase.

1.?. Defini i(n de Pares' 7s"a!ones $ 4adenas.

• Pares: se denomina pares a "as formas geom9tri as mediante "as ua"es se unen

dos o mas es"a!ones en un me anismo de manera que e" movimiento re"ativo

entre am!os sea onsistentes. 8e "asifi an en:

o Par superior: si "a uni(n produ e onta to en un punto o a "o "argo de una

"#nea -"a fri i(n es m#nima pero de ma$or osto0. (Figura a)

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7n "a figura de arri!a se puede eFp"i ar me,or "os t9rminos de ciclo periodo y fase on "a arrerade" pist(n. 7" ciclo va desde e" punto muerto inferior' a" punto muerto superior $ de regreso a"

punto muerto inferior' es de ir pasa por todos "os puntos posi!"es $ regres( a su punto origina". Las fases es uando va desde e" punto muerto inferior a" punto medio' "uego a" punto muerto superior'

más tarde de regreso a" punto medio $ a" fina" regresa a" punto muerto inferior. 7" periodo es e"tiempo en que tard( en rea"i%ar su i "o.

a0 4onta to enun so"o punto

entre e" seguidor $ "a "eva

!0 4onta to entoda "a

superfi ie de "osrodamientos

INFERIOR SUPERIOR


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o Par inferior: si e" a op"amiento produ e onta to superfi ia" entre e""os

-fri i(n máFima' menor osto0. (Figura b)o Par de giro: tam!i9n ""amado de revo"u i(n' es aque" que permite so"o

movimiento de rota i(n de un es"a!(n on respe to a otro.o Par de des"i%amiento: es aque" que permite movimiento des"i%ante de un

e"emento a otro' e,emp"o: pist(n $ !"oque.

Par de giro.

Par de des"i%amiento.

• es"a!(n: es un e"emento de una maquina ( me anismo que one ta a otros

e"ementos $ que tiene movimiento re"ativo a e""os> puede servir de soporte'

omo gu#a de otros es"a!ones' para transmitir movimiento o !ien fun ionar de

"as tres formas. 8e divide en:

o 7s"a!ones r#gidos: están apa itados para transmitir fuer%a' puede +a"ar o

empu,ar. 7,emp"o "as !ie"as de "os motores de om!usti(n interna.

o 7s"a!ones f"eFi!"es: son "os que están onstituidos para ofre er

resisten ia en una so"a forma -rigide% uni"atera"0' se dividen en "os que

a t;an a tensi(n -resortes' uerdas' !andas $ adenas0 $ "os que a t;an a

presi(n -agua' a eite +idráu"i o' entre otros0.

• 4adenas inemáti as: es e" resu"tado de unir dos o más es"a!ones por medio de

pares. 8e "asifi an en:

o 4adena errada' uando todos $ ada uno de "os miem!ros o es"a!ones se

unen a otros dos.

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o 4adena a!ierta' uando +a$ a"g;n miem!ro o es"a!(n no unido a otros

dos.

• 4adena tra!ada o estru turada' es aque""a que se o!tiene uando sus es"a!ones se

unen de ta" forma que no es posi!"e movimiento re"ativo a"guno entre e""os'

e,emp"o: estru tura de un puente.

Las estru turas de estas gr;as son adenas estru turadas.

• 4adena onstreñida: si se one tan "os es"a!ones de ta" forma que e" movimiento

re"ativo entre e""os sea siempre e" mismo. (No hay eslabón fijo)

8i a"guno de "os es"a!ones de "a adena onstreñida se transforma en un es"a!(n fi,o'e" resu"tado es una adena inemáti a ( me anismo. 8i se "e permite movimiento a"

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es"a!(n que origina"mente era fi,o se di e que e" me anismo se invierte. La

inversi(n de un me anismo no am!ia e" movimiento de sus es"a!ones entre si'

aunque si am!ia sus movimientos a!so"utos. (Figura de la adena errada)

1.5. Transmisi(n de movimiento.

7" movimiento se puede transmitir de tres formas:

a0 Por onta to dire to' e,emp"os "aros' "a transmisi(n de movimiento entre dos

engrana,es' uno es motri% $ e" otro es movido. tro e,emp"o es e" me anismo

"eva)seguidor' mientras "a "eva se mueve "e transmite movimiento a" seguidor.

!0 trav9s de un es"a!(n intermedio' un e,emp"o es e" me anismo manive"a)!ie"a)

orredera' donde e" intermedio es "a !ie"a.

La !ie"a es e" es"a!(n

intermedio entre e" pist(n $

e" ig6eña".

0 Por medio de un one tor o es"a!(n f"eFi!"e: ta" omo "o es una orrea entre dos

po"eas' o rueda ata"ina $ su adena.

La orrea es e" es"a!(n f"eFi!"e.

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