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JUNTA DE ANDALUCÍA Departamento de TECNOLOGÍA CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN I.E.S. "MAR DE ALBORÁN" Estepona (Málaga)

3º ESO CUESTIONES y ACTIVIDADES

05-MECANISMOS

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SOLUCIÓN N6 30 rpm

b) La velocidad de la rueda de entrada si la velocidad de salida es de 45 rpm. OPERACIÓN

N1

= 360 rpm

SOLUCIÓN N1 360 rpm

PPE-12 Calcula el diámetro que debe tener la rueda motriz del sistema para que, girando a 70 rpm, la conducida gire a 560 rpm.

DATOS D1 = ¿? N1 = 70 rpm D2 = 10 mm N2 = 560 rpm

OPERACIÓN

D1 x N1 = D2 x N2 => D1 =

=

=

= 12

SOLUCIÓN

D1 = 80 mm

3.6 IDEAS CLARAS ........................................................................................................................ pág. 99

4 TRANSFORMACIÓN DEL MOVIMIENTO ........................................................................... pág. 100

CM45) ¿De qué son capaces los mecanismos de transformación de movimiento? Son mecanismos capaces de transformar el giro en desplazamiento, de modo que, partiendo del

movimiento circular de un elemento, se obtiene un avance rectilíneo.

CM46) ¿Los mecanismos de transformación de movimiento son reversibles? La mayoría de estos mecanismos son reversibles, es decir, capaces de transformar giro en

desplazamiento y desplazamiento en giro.

CM47) ¿Cómo puede ser el desplazamiento de los mecanismos de transformación del movimiento? El desplazamiento implicado en esta transformación puede ser continuo o alternativo (movimiento

de vaivén).

4.1 Transformación circular-lineal ................................................................................................ pág. 100

CM48) ¿Cuáles son los mecanismos de transformación del movimiento? Son los siguientes:

1. La rueda. 2. Piñón-cremallera. 3. Tornillo tuerca. 4. Conjunto manivela-torno.

4.1.1 La rueda ................................................................................................................................... pág. 100

CM49) ¿Cuánto se desplaza horizontalmente un vehículo por cada vuelta de la rueda? Con cada vuelta de la rueda el vehículo se desplaza horizontalmente la medida de la circunferencia

de la rueda, 2𝜋r; por ello, cuanto más grandes son las ruedas menos fuerza hemos de aplicar para impulsarlo y más rápido se desplaza.



05-MECANISMOS

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4.1.2 Piñón-cremallera ..................................................................................................................... pág. 100

CM50) Describe el mecanismo piñón-cremallera. Se llama piñón a una rueda dentada pequeña engarzada a una barra dentada que se denomina

cremallera. Cuando el piñón gira, la barra se desplaza, y al contrario, si la cremallera avanza o retrocede hace moverse a la rueda dentada.

CM51) ¿Cuáles son las aplicaciones del mecanismo piñón-cremallera? Pon un ejemplo. Aplicaciones: puertas correderas, cintas transportadoras y elementos que necesiten desplazamiento y

precisión. Ejemplo: abrebotellas.

ACTIVIDAD 20 ............................................................................................................................... pág 100 Calcula qué distancia recorrerán el celerífero y la bicicleta infantil sin pedales con cada vuelta

de rueda sabiendo que los diámetros de sus ruedas son 70 cm y 24 cm respectivamente. Mide la rueda de tu bicicleta y haz el mismo cálculo.

Celerífero:

DATOS OPERACIÓN SOLUCIÓN Diámetro de la rueda: D = 70 cm (radio: r = 35 cm)

𝐴 2𝜋𝑟 = 2 x 𝜋 x 35 cm = 219,91 cm 𝐴 219,91 cm

Diámetro de la rueda: D = 24 cm (radio: r = 12 cm)

𝐴 2𝜋𝑟 = 2 x 𝜋 x 12 cm = 75,40 cm 𝐴 75,40 cm

ACTIVIDAD 23 ............................................................................................................................... pág 100 Un piñón-cremallera que desplaza una puerta corredera tiene un radio de 15 mm. ¿Cuántas

vueltas tendrá que dar para que la puerta se deslice 2 m? DATOS Radio del piñón: r = 15 mm Deslizamiento de la puerta: 2 m = 2000 mm OPERACIÓN Avance de la puerta por cada vuelta del piñón:

𝐴 2𝜋𝑟 = 2 x 𝜋 x 15 mm = 94,25 mm Vueltas que dará el piñón para un deslizamiento de 2 m:

N =

=

, = 21,22 vueltas

SOLUCIÓN

𝑁 21,22 vueltas

4.1.3 Tornillo-tuerca ........................................................................................................................ pág. 101

CM52) Describe el mecanismo tornillo-tuerca. Este sistema consta de un tornillo o eje roscado y de una tuerca que encaja en él. Transforma el giro

de uno de los dos elementos en desplazamiento. Se puede emplear para apretar uniones, haciendo girar y avanzar la tuerca sobre el tornillo. Si giramos

el eje manteniendo fija la orientación de la tuerca, también avanza sobre él. Sirve, de este modo, para elevar cargas, pues se trata de un mecanismo reductor.

CM53) ¿Cuáles son las aplicaciones del mecanismo tornillo-tuerca? Pon un ejemplo.



05-MECANISMOS

30

Aplicaciones: como elemento de unión en tornillos de banco, grifos, gatos de coche, tapones de rosca, etc.

Ejemplo: gato del coche

4.1.4 Conjunto manivela-torno ....................................................................................................... pág. 101

CM54) Describe el mecanismo manivela-torno. Represéntalo. El mecanismo manivela-torno es un caso especial de palanca con aumento de fuerza en el que,

además, transformamos un movimiento circular de la manivela en un avance lineal de la carga, que se va enrollando en el torno

CM55) ¿Cuáles son las aplicaciones del mecanismo manivela-torno? Pon un ejemplo. Aplicaciones: como sistema para enrollar toldos, máquinas de elevación de cargas, grúas, tornos de

recogida de anclas, puentes levadizos, etc.

CM56) ¿Qué fuerza tendremos que hacer para levantar un cuerpo de 200 kg con el torno de la figura, en el que el radio del tambor es 10cm y el brazo de la manivela mide 50 cm? Expresa el resultado en N.

DATOS OPERACIÓN SOLUCIÓN

F = ¿? BF = 50 cm R = 200 kg BR = 10 cm

F x BF = R x BR => F = R 𝑥 BR

BF =

= 200 kg 𝑥 10 cm

50 cm = 40 kg x 9,80 m/s2 =

= 392 N

F = 392 N

4.2 Transformación circular-lineal con movimiento alternativo ................................................ pág. 102

CM57) ¿Cuándo se emplean los mecanismos de transformación del movimiento circular-lineal con alternativo? ¿Son mecanismos reversibles?

Estos mecanismos se emplean cuando el movimiento motriz está confinado como el de nuestras piernas al pedalear, el del pistón de la caldera de una máquina de vapor o los cilindros del motor de un coche, y, además, se mueve alternativamente. También se utiliza, a la inversa, para conseguir movimientos pequeños de vaivén a partir de un giro

CM58) ¿Cuáles son los mecanismos de transformación del movimiento circular-lineal con alternativo?



05-MECANISMOS

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Son los siguientes: 1. Conjunto biela-manivela. 2. Cigüeñal. 3. Leva y excéntrica.

4.2.1 Conjunto biela-manivela ........................................................................................................ pág. 102

CM59) Relaciona el conjunto biela-manivela con nuestras piernas y una bicicleta. Represéntalo.

En la bicicleta nuestra pierna es la biela que se desplaza induciendo el giro de la manivela, que serían los pedales.

CM60) Relaciona el conjunto biela-manivela con un tren. En el tren, el movimiento lo

produce el pistón de la caldera de vapor, que se desplaza horizontalmente. El movimiento de la biela es de vaivén en un extremo (desplazamiento lineal alternativo) y circular, como el de la manivela, en el otro.

CM61) ¿Cuáles son las aplicaciones del mecanismo biela-manivela? Aplicaciones: este mecanismo tuvo gran importancia en el desarrollo de la locomotora de vapor; en

la actualidad, también se usa en motores de combustión interna, limpiaparabrisas, máquinas herramienta, etc.

4.2.2 Cigüeñal ................................................................................................................................... pág. 102

CM62) ¿Qué es un cigüeñal? Un cigüeñal es un conjunto de varias bielas se unen a un mismo eje de rotación. Este eje debe estar

acodado, para permitir el movimiento acompasado o sincronizado de cada biela.

CM63) ¿Cuáles son las aplicaciones del cigüeñal? Aplicaciones: motores de combustión donde la acción combinada de los cilindros acoplados a las

bielas genera un movimiento de rotación en el eje. También se ha utilizado tradicionalmente en las máquinas de coser.

4.2.3 Leva y excéntrica .................................................................................................................... pág. 103

CM64) ¿Qué es una leva? Una leva es un elemento que gira alrededor de un eje y que, ya sea por su forma irregular, por contar

con salientes o por no estar conectada a él en su centro (rueda excéntrica), empuja a otro elemento denominado seguidor. El seguidor puede moverse, accionarse en el caso de un interruptor o apretarse.

CM65) ¿Cuáles son las aplicaciones de la leva?



05-MECANISMOS

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Aplicaciones: juguetes, martillos automáticos, motores de combustión para regular de forma automática la apertura y el cierre de las válvulas que permiten la entrada y salida de combustible y gases.

ACTIVIDAD 28 ............................................................................................................................... pág 103 ¿Qué desplazamiento máximo realizará el seguidor de la leva que observas? ¿Cuántos

interruptores podría activar el árbol de levas? ¿Cuáles de ellos se activarían a la vez? El desplazamiento máximo del seguidor será la diferencia entre los radios externos mayor y menor

de la leva. Cuatro interruptores, que son las levas que contiene el árbol, los cilindros no activan nada al tener

siempre la misma distancia al eje de giro del árbol. Se activan a la vez porque tienen la misma posición el primero y el tercero, y en el momento opuesto

el segundo y el cuarto.

CM66) ¿Qué es una excéntrica? Una excéntrica es una rueda con su eje de giro desplazado respecto a su centro, de manera que se

tienen dos radios de distinto tamaño que actúan sobre el seguidor del mismo modo que una leva.

CM67) ¿Cuáles son las aplicaciones de la excéntrica? Aplicaciones: como sustituta de la manivela en las máquinas de coser (sistema excéntrica biela

palanca para obtener el movimiento giratorio necesario a partir del oscilante del pie), en juguetes infantiles para mover otros elementos a partir del giro de las ruedas.

ACTIVIDAD 30 ............................................................................................................................... pág 103 De los mecanismos que hemos visto en estas páginas, ¿cuáles transforman giro en

desplazamiento, pero no a la inversa? ¿Cuáles son reversibles? 1. Transforman giro en desplazamiento de un seguidor: la leva y la excéntrica. No son reversibles, es

decir no podemos hacer girar moviendo el seguidor. 2. Transforman el giro en desplazamiento: la biela-manivela y el cigüeñal sin embargo si son

reversibles, funcionan tanto produciendo un movimiento lineal alternativo (sierra eléctrica, cabezal de la aguja de la máquina de coser...) al girar como al revés, produciendo un giro a partir de un movimiento lineal alternativo (pistones del motor de explosión, caldera de una locomotora, pedal de la máquina de coser...).

4.3 IDEAS CLARAS ........................................................................................................................ pág. 103

5. MECANISMOS DE CONTROL DEL MOVIMIENTO ......................................................... pág. 104

CM68) ¿Cuáles son los mecanismos de control del movimiento? Los mecanismos de control del movimiento son el trinquete y el freno.

5.1 Control del sentido de giro: trinquetes .................................................................................... pág. 104

CM69) ¿Qué es un trinquete? El trinquete es un dispositivo que permite el giro en un sentido y lo impide en el contrario

CM70) ¿Cuáles son las aplicaciones del trinquete? Aplicaciones: en relojería, como elemento tensor de cables o de seguridad en máquinas elevadoras,

en frenos, etc.

5.2 Control de velocidad de giro. frenos ........................................................................................ pág. 104



05-MECANISMOS

33

CM71) ¿Cuál es la función de un freno y cómo funciona? La función de un freno es regular el movimiento disminuyendo su velocidad, aprovechando la fricción

que crea un elemento rozando con otro que está unido a la rueda.

CM72) ¿Cuáles son los elementos que componen un freno? Son los siguientes: Los elementos que componen un freno son: 1. Un elemento de activación o palanca, 2. Un sistema de transmisión de la fuerza de la palanca y el de freno activado por ella.

CM73) Describe los tipos de frenos que existen. Son los siguientes: 1. Freno de disco: consta de unas pastillas y un disco acoplado al eje que se quiere frenar; funciona

por fricción o rozamiento de las pastillas con el disco. 2. Freno de cinta: una cinta o fleje presiona un tambor acoplado al eje que se desea frenar; se

utilizaba en los carruajes y fue el primero en emplearse en vehículos; su efectividad dependía de la fuerza del conductor.

3. Freno de tambor: consta de una o dos zapatas fabricadas con material de fricción, que se aprietan contra un tambor de frenado que gira a la vez que el eje.

ACTIVIDAD 33 ............................................................................................................................... pág 104 ¿Influye en la frenada la fuerza con que apretamos la palanca de frenos? Sí, en definitiva, es un sistema de transmisión de fuerza, por lo que la fuerza con la que frenen las

zapatas será proporcional a la motriz que empleemos.

ACTIVIDAD 34 ............................................................................................................................... pág 104 Investiga qué materiales se emplean para fabricar zapatas y pastillas de freno. Las pastillas de freno pueden ser de: 1. Tipo semimetálico: Metal sinterizado mezclado con resinas. 2. Orgánicas: fibras orgánicas (antes se empleaba amianto, ya no por su peligrosidad) y resinas. 3. Cerámicas: muy duras y resistentes.

Las zapatas suelen ser de goma o caucho. Cuanto más blando es el material del freno más agarre y potencia tendrá la frenada, pero se

desgastarán antes.

IDEAS CLARAS .............................................................................................................................. pág. 104

6. MECANISMOS DE ABSORCIÓN DE ENERGÍA ................................................................. pág. 105

CM74) ¿Cuáles son los mecanismos de absorción de energía? Los mecanismos de absorción de energía son los muelles y los sistemas de suspensión.

6.1 Acumulación: muelles ............................................................................................................... pág. 105

CM75) ¿Qué es un muelle? Los muelles son dispositivos que, gracias a la elasticidad de los materiales con los que se elaboran y

a su forma, son capaces de absorber energía cuando se someten a un esfuerzo. Esta energía puede ser liberada después de forma controlada.

CM76) ¿Cómo pueden trabajar los muelles? Según el tipo de fuerza externa que se les aplique, los muelles trabajan de diferentes formas: 1. A compresión: el muelle se aplasta, como los de un sofá.



05-MECANISMOS

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2. A tracción: se estira, como en un somier metálico. 3. A torsión: se retuerce, como el de las pinzas de tender.

CM77) ¿Cuáles son las aplicaciones de los muelles? Aplicaciones: máquinas industriales y domésticas, juguetes de cuerda, relojes, cerrojos, bolígrafos,

colchones, somieres, alicates, pinzas, etc.

ACTIVIDAD 35 ............................................................................................................................... pág 105 ¿Podrías imaginar, por su forma, a qué tipo de esfuerzo están sometidos los muelles de la

ilustración? ¿Se te ocurren ejemplos dónde se utilicen estos muelles? 1. Tracción: los que presentan agarres y tienen sus espiras apretadas (como el primero, el penúltimo

y el último). 2. Compresión: los que no presentan agarre en sus extremos y tienen las espiras separadas. 3. Torsión: los que tienen forma espiral plana (el de la parte inferior izquierda, que se parece al de

las pinzas de la ropa).

6.2 Disipación: sistemas de suspensión .......................................................................................... pág. 105

CM78) ¿Por qué están formados los amortiguadores? Los amortiguadores están formados por muelles helicoidales de acero

CM79) ¿Por qué están formados las ballestas? Las ballestas están formadas láminas de acero de gran elasticidad, apiladas de mayor a menor longitud

y unidas por el centro

CM80) ¿Qué hacen los amortiguadores y las ballestas? Ambos sistemas absorben la energía de los impactos debidos a las irregularidades de la vía y la disipan

poco a poco, para que no los notemos.

CM81) ¿Cuáles son las aplicaciones de los amortiguadores y de las ballestas? Aplicaciones: ambos elementos (amortiguadores y ballestas) forman parte del sistema de suspensión

de los vehículos.

ACTIVIDAD 37 ............................................................................................................................... pág 105 ¿Qué función tiene el muelle de un bolígrafo? ¿A qué esfuerzo se le somete al sacar punta? Guardar la punta del bolígrafo cuando no estemos usándolo. Al apretar el botón para sacar la punta del bolígrafo comprimimos el muelle, al volverlo a apretar lo

liberamos y, al estirarse y recobrar su forma original retrae la punta en el interior de la carcasa del bolígrafo.

ACTIVIDAD 38 ............................................................................................................................... pág 105

Indica a qué esfuerzo están sometidos los muelles de los siguientes objetos: un colchón, una cizalla, un somier, una grapadora y una cama elástica.

Colchón - compresión Cizalla - compresión Somier - tracción Grapadora – compresión Cama elástica - tracción

IDEAS CLARAS .............................................................................................................................. pág. 105



05-MECANISMOS

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7. ACOPLAMIENTOS Y SOPORTES ......................................................................................... pág. 106

CM82) ¿Para que empleamos los acoplamientos y los soportes? Empleamos los acoplamientos y los soportes porque a veces es necesario transmitir un giro entre dos

ejes diferentes. Estos pueden encontrarse a cierta distancia, estar desalineados o formar un ángulo determinado.

CM83) ¿Cuáles son mecanismos de acoplamiento?

Son: Acoplamientos fijos o bridas. Acoplamientos móviles: junta Oldham y junta Cradan. Embragues de fricción o dientes.

IDEAS CLARAS .............................................................................................................................. pág. 106

8. COJINETES Y RODAMIENTOS ............................................................................................. pág. 107

CM84) ¿Qué son los cojinetes? Los cojinetes son los elementos sobre los que se apoyan los árboles y los ejes de transmisión. Se

clasifican en dos grupos: cojinetes de fricción y rodamientos.

9. RUEDA LIBRE ............................................................................................................................ pág. 107

CM85) ¿Qué es una rueda libre? La rueda libre es un mecanismo capaz de girar libremente en un sentido y engranar y transmitir el

movimiento en el sentido contrario.

IDEAS CLARAS .............................................................................................................................. pág. 107

ACTIVIDADES FINALES ............................................................................................................. pág. 116

ACTIVIDAD 1 ................................................................................................................................. pág 116 ¿A qué distancia del eje de un balancín se tendrá que sentar un niño de 30 kg para que la barra

esté en equilibrio, si enfrente tiene a una niña de 20 kg situada a 1,5 m del punto de apoyo? ¿Y si la niña estuviera situada a 3 m del punto de apoyo? ¿Qué conclusión puedes sacar?



05-MECANISMOS

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Es decir, a medida que la niña se aleja del punto de apoyo, el niño también lo hará para poder vencer la resistencia que la niña ejerce. Si la niña se coloca al doble de distancia (3 m) del punto de apoyo con respecto al primer apartado, el niño también deberá hacerlo para mantener el equilibrio (2 m).

ACTIVIDAD 2 ................................................................................................................................. pág 116

¿Qué fuerza tenemos que aplicar, como mínimo, para elevar la carga de la figura? Si aplicamos una fuerza de 30 N, ¿qué resistencia podremos vencer?


F = ¿? R = 50 kg n = 3

F = = = 8,33 kg

F = 8,33 kg x 9,8 m/s2 = 81,63 N

F = 81,63 N

F = 30 N R = ¿? n = 3

R = F x 2 n = 30 N x 2 x 3 = 180 N

R = 180 N / 9,8 m/s2 = 18,37 kg R = 18,37 kg

ACTIVIDAD 3 ................................................................................................................................. pág 116

Realiza en tu cuaderno un esquema de cada uno de los tres tipos de palanca.

ACTIVIDAD 4 ................................................................................................................................. pág 116 Calcula el diámetro que debe tener la rueda motriz de este sistema para que, girando a 70 rpm,

la conducida gire a 560 rpm. ¿Cuál es la relación de transmisión?

DATOS D1 = ¿? N1 = 70 rpm D2 = 10 mm N2 = 560 rpm

OPERACIÓN

D1 x N1 = D2 x N2 => D1 =

=

=

= 12

SOLUCIÓN

D1 = 80 mm

RELACIÓN DE TRANSMISIÓN N2N1

𝐷1𝐷2

80 10

8 1

ACTIVIDAD 5 ................................................................................................................................. pág 116

Calcula la relación de transmisión en el sistema de engranajes del dibujo. 𝑁2𝑁1

𝑍1𝑍2

24 8

3 1

a) ¿A qué velocidad girará la rueda de entrada si la de salida lo hace a 60 rpm? Indica el sentido de giro de las ruedas.

DATOS Z1 = 24 N1 = ¿? Z2 = 8 N2 = 60 rpm

OPERACIÓN

Z1 x N1 = Z2 x N2 => N1 =

=

=

= 20 rpm

SOLUCIÓN

N1 = 20 rpm

Los engranajes giran en sentido contrario. b) ¿Varía la relación de transmisión si colocamos una rueda intermedia entre las dos ruedas

anteriores? Demuéstralo.



05-MECANISMOS

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Si colocamos una rueda intermedia entre las dos, la relación de transmisión no varía. Suponiendo que colocamos una rueda intermedia con Z dientes, la relación de transmisión, Rt, sería

el producto de las relaciones de la primera con esta nueva rueda y de esta nueva rueda con la segunda, por lo que se anularía su efecto:

𝑁2 𝑁1

𝑍1 𝑥 𝑍𝑍2 𝑥 𝑍

𝑍1 𝑍2

ACTIVIDAD 6 ................................................................................................................................. pág 116

Calcula la velocidad de salida del sistema de transmisión del esquema. Indica el sentido de giro de las ruedas 2, 3 y 4. Después, calcula la velocidad que tendrá la rueda de entrada si la de salida gira a 60 rpm.

DATOS Z1 = 36

N1 = 200 rpm Z2 = 18 N2 = ¿?

Z3 = 30 N3 = ¿? Z4 = 36 N4 = ¿?

Velocidad de salida del sistema de transmisión

OPERACIÓN SOLUCIÓN 𝑁4 𝑁1

𝑍1 𝑥 𝑍3𝑍2 𝑥 𝑍4

𝑁4 𝑁1 𝑥𝑍1 𝑥 𝑍3𝑍2 𝑥 𝑍4

200 𝑟𝑝𝑚36 𝑥 3018 𝑥 36

333,33 𝑟𝑝𝑚 𝑁4 333,33 𝑟𝑝𝑚

Velocidad de entrada si la rueda de salida gira a 60 rpm

OPERACIÓN SOLUCIÓN 𝑁4 𝑁1

𝑍1 𝑥 𝑍3𝑍2 𝑥 𝑍4

𝑁1 𝑁4 𝑥𝑍2 𝑥 𝑍4𝑍1 𝑥 𝑍3

60 𝑟𝑝𝑚18 𝑥 3636 𝑥 30

36 𝑟𝑝𝑚 𝑁1 36𝑟𝑝𝑚

ACTIVIDAD 7 ................................................................................................................................. pág 116

El siguiente mecanismo se usaba en los molinos de viento para moler el grano y obtener harina. ¿Qué tipo de transmisión de movimiento lleva a cabo? Si el engranaje gira 60 rpm en el sentido

de las agujas del reloj, ¿a qué velocidad y en qué sentido lo hará la rueda? Se trata de una transmisión de movimiento circular entre ejes perpendiculares. La velocidad de giro

de la piedra coincide con la velocidad de giro del engranaje de varillas.


Engranaje Z1 = 28 N1 = 60 rpm Rueda/varilla Z2 = 7 N2 = ¿?

Z1 x N1 = Z2 x N2 => N2 =

=

=

= 240 rpm

N2 = 240 rpm

ACTIVIDAD 8 ................................................................................................................................. pág 116 Observa el siguiente mecanismo:



05-MECANISMOS

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a) Indica las distintas partes de que consta y el tipo de transmisión o transformación que tiene

lugar en cada una de ellas y en el mecanismo en su conjunto. Sistema de engranajes, que transmite un movimiento circular entre ejes perpendiculares

próximos. El piñón A tiene 20 dientes (ZA = 20) y el piñón B tiene 30 dientes (ZB = 30). Sistema de poleas con correa, que transmite un movimiento circular entre ejes paralelos

situados a cierta distancia. La polea A tiene un diámetro de 10 cm (DA = 10cm) y el de la polea B es de 15 cm (DB = 15 cm).

Conjunto biela-manivela, que transforma un movimiento circular en lineal o rectilíneo alternativo. Por tanto, el mecanismo en conjunto transmite el movimiento circular del eje de entrada transformándolo en un movimiento lineal o rectilíneo alternativo de la biela a la salida.

b) Si el piñón A gira a 90 rpm, ¿cuántos desplazamientos realizará la biela en una hora?

El piñón A consta de 20 dientes y gira a una velocidad de 90 rpm, y el piñón B tiene 30 dientes. Sabiendo que la relación entre las velocidades de giro de las ruedas motriz y conducida viene dada por la expresión:

DATOS OPERACIÓN SOLUCIÓN Piñón-A ZA = 20 NA = 90 rpm

Piñón-B ZB = 30 NB = ¿?

ZA x NA = ZB x NB => NB = =

= = 60 rpm NB = 60 rpm

La rueda A tiene un diámetro de 10 cm y gira a la velocidad del piñón B (NB), es decir, a 60

rpm; sabiendo que la rueda B tiene un diámetro de 15 cm, su velocidad será:

DATOS OPERACIÓN SOLUCIÓN Rueda-A DA = 10 cm NA = 60 rpm

Rueda-B DB = 15 cm NB = ¿?

DA x NA = DB x NB => NB = =

= = 40 rpm NB = 60 rpm

Dado que la rueda B da 40 vueltas por minuto y sabiendo que por cada vuelta la biela realiza

dos desplazamientos (uno hacia la izquierda y otro hacia la derecha), el número de desplazamientos por minuto será de

40 vueltas por minuto x 2(ida/vuelta) = 80 desplazamientos por minuto. Por tanto, en una hora la biela realizará:

80 desplazamiento/minuto x 60 minuto/hora = 4.800 desplazamiento/hora

c) Si el piñón A se mueve en el sentido indicado en el dibujo, ¿en qué sentido girará la rueda B?

Al observar la imagen, vemos que el piñón A se mueve en el sentido de las agujas del reloj. Por tanto, el piñón B se moverá en sentido contrario, es decir, girará hacia la izquierda. La rueda A girará en el



05-MECANISMOS

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mismo sentido que el piñón B pues los dos ejes están acoplados. Al estar unida la rueda A a la rueda B mediante una correa, las dos ruedas girarán hacia el mismo sentido, esto es, hacia la izquierda.

d) Indica si se trata de un mecanismo reversible. Puesto que los tres sistemas (engranajes, poleas con correa y biela-manivela) son reversibles, el

mecanismo conjunto es reversible.

ACTIVIDAD 9 ................................................................................................................................. pág 116 Observa estos mecanismos. Lee las cuatro preguntas, determina cuál se corresponde con cada

mecanismo y resuelve cada una de ellas:

a) ¿De dónde procede la fuerza que hace mover las bielas? ¿Se trata de un mecanismo

reversible? Mecanismo A. La fuerza que hace mover las bielas procede de los cilindros. Sí, se trata de un mecanismo reversible, ya que el movimiento se puede transmitir desde las bielas al eje del cigüeñal, y viceversa.

b) Si el paso es de 2 mm y la cremallera se desplaza a 60 cm/min, ¿cuántos dientes tendrá el piñón si está girando a una velocidad de 1 O vueltas por minuto? Mecanismo B. La velocidad de avance de la cremallera viene dada por la expresión:

L = P x Z xꞏ N Despejando el número de dientes (Z) y sustituyendo los datos del problema, se obtendrá:

Z = L x P xꞏ N = (600 mm/min) (2 mm/diente x 10 vueltas/min) = = 30 dientes vuelta → Z = 30

c) ¿Qué tipo de movimiento describe el seguidor? ¿Qué elemento hace que esté pegado

continuamente al perfil de la leva?

Hay un muelle de compresión que obliga al seguidor a permanecer unido a la leva siguiendo su perfil.

d) Si la manivela mide 40 cm y el radio del torno la tercera parte, ¿ cuántos kilogramos

podremos levantar al aplicar una fuerza de 240 N?



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