Mecanismos

BLOQUE:Estructuras y Mecanismos

UNIDAD DIDÁCTICA: 4CURSO: 3º ESO

Apartados que tienes que tener en el cuaderno

RESUMENPreguntas y

actividades del libro.

PORTADALa entrega el profesor y es

donde se pone la nota.

AMPLIACIÓNAnotaciones

sobre lo que el profesor explica

en clase.

ACTIVIDADESActividades que

el profesor plantea en clase.

ROTULACIÓNTrabajo diario que se realiza

todos los días al entrar en clase.

D+IActividades que

el profesor plantea en clase.

RES AMP

ACT D+I

RECUERDA!!

APARTADOS DEL CUADERNO

Como identificar cada hoja para no perderla

CONTENIDO

1 2 3 4 1.- Nombre del alumno.

2.- Título y número del tema.

3.- Apartado (Resumen, Ampliación, Actividades o D+I)

4.- Número de página dentro del apartado

RECUERDA:

• Identifica cada hoja.

• Respeta los márgenes.

• Haz una letra clara.

• Realiza dibujos.

• Mantén el cuaderno al día.

ejemplo COMO IDENTIFICAR LAS HOJAS

Preguntas de principio de tema

ResumenDEL LIBRO

RESUMEN DEL LIBRO

AUTOAPRENDIZAJE

RES

PREGUNTAS PARA RESPONDER CON EL LIBROUD 6 Pág. 121

3º ESO

Resumen del tema del libro Ed. ALMADRABA

1. Explica qué es la relación de transmisión y pon un ejemplo.

2. ¿Cómo se calcula la relación de transmisión de un tren de engranajes simple?

3. Comenta los tipos de muelles que se pueden encontrar.

4. ¿Qué tipos de rodamientos conoces? ( realiza su dibujo)

5. Explica qué es un embrague y pon un ejemplo.

RES

ACTIVIDADES DEL LIBRO

1251

PáginaActividad

Tema 6

1 / 2 / 3 / 4 / 5 / 68 / 11

Lineograma p 136

AUTOEVALUACIÓN p139(contestar sólo con la respuesta correcta)

Final del tema página 134

RES

OBJETIVOS1.- Calcular la Relación de transmisión (Rt) en un

mecanismo básico.

2.- Conocer los sistemas básicos de transmisión del movimiento.

AMP

1.- TRANSMISIÓN Y TRANSFORMACIÓN DEL MOVIMIENTO.

Los mecanismos se utilizan básicamente paratransmitir de un lugar a otro el movimiento. En algunos casos también se puede necesitar la transformación de este movimiento.

AMP

Un ejemplo de evolución: LA BICICLETAEsta máquina ha evolucionado mucho sus mecanismos desde sus inicios. Las bicicletas impulsadas a pedales aparecieron en la década de 1860.Ya en 1885 se empezaron a construir bicicletas parecidas a las que conocemos ahora. (rueda de atrás y delante de igual tamaño, un plato central conectado a las ruedas mediante una cadena, ruedas inflables y frenos de zapata).

http://www.youtube.com/watch?v=K3Y4uMlWs7s&feature=player_embedded

1.1.- Tipos de movimientosLos movimientos los podemos reducir a dos:

linealcircular

AMP

1.2.- Magnitudes y notación

E significa entrada y S salida del movimiento

[N][rpm]Abreviatura

NewtonRevoluciones por minutoUnidad

Acción que modifica el estado de un objeto

variación de la posición de un cuerpo por unidad de tiempo

Definición

FnAbreviatura

fuerzavelocidadMagnitud

vocabulario técnico

La rueda gira a 30rpm = da 30 vueltas en un minuto

El movimiento de entrada es el que se realiza (pedales) y el de salida es el que se obtiene del sistema (rueda).

AMP

Sabiendo que el eje motriz gira en sentido horario, ¿en qué sentido girará el último elemento?

ACT

A.- Ejercita tus conocimientos

1.3.- Caja de prueba

Una caja de prueba es un elemento que nos sirve para simular la transmisión y transformación de movimiento en un mecanismo.

Las cosas que pueden cambiar en la salida son:Velocidad de giro y cantidad de fuerzaSentido de giroPosición y orientación del ejeTipo de movimiento

Cuando hacemos un movimiento en el eje de entrada en el eje de salida obtenemos un resultado, que depende de lo que haya en el interior de la caja de prueba.

Mecanismo reductor de un elevador

E

S

Entrada

Salida AMP

B.- Ejercita tus conocimientos

Dibuja la caja de prueba que representa el mecanismo de transmisión de una bicicleta

pedalesrueda

ACT

C.- Ejercita tus conocimientos

¿Qué cosas cambian en la transmisión de la caja de prueba del dibujo entre el movimiento de entrada y el de salida?

Que cambia Como cambia

RECUERDA

Llamamos n a la velocidad y F a la fuerza

E (e) significa entrada y S (s) salida del movimiento

ACT

1.4.- Relación de TransmisiónEs un coeficiente que relaciona la velocidad de entrada con la de salida en un mecanismo.

e

st n

nR =

Dependiendo del valor de Rt la velocidad de salida es más grande que la de entrada:

• Rt > 1 ⇒ ns > ne mecanismo multiplicador

• Rt < 1 ⇒ ns < ne mecanismo reductor

Cuando aumenta la velocidad se reduce la fuerza

Rt relación de transmisiónne velocidad de entradans velocidad de salida

AMP

D.- Ejercita tus conocimientos

La relación de transmisión del cambio de marchas de una bicicleta es 5.

Calcula la velocidad de la rueda trasera si pedaleas 50 veces en un minuto.

¿Se trata de un mecanismo reductor o multiplicador?

ACT

1. Calcula Rt y describe los siguientes mecanismos:

2. ¿A qué velocidad giran los ejes de salida si la entrada la hacemos girar a 60 rpm?

ACTIVIDADES DE AMPLIACIÓNACT

2.- ELEMENTOS DE TRANSMISIÓN DE MOVIMIENTO

El movimiento circular puede transmitirse mediante distintos sistemas:

1. Polea y correa2. Plato, piñón y cadena3. Engranajes

AMP

2.1.- POLEA Y CORREA

Goma que une las dos poleas a distancia.

Polea motriz

motor

Polea conducida

portabroca

correa

POLEA

CORREA

Es una rueda acanalada que gira alrededor de un eje. Hay dos tipos:

de ENTRADA o MOTRIZ: la que hace el movimientode SALIDA o CONDUCIDA: la que recibe el movimiento

AMP

E.- Ejercita tus conocimientosIndica la relación entre las velocidades y movimientos de cada uno de los sistemas de poleas.

nsne

A

B

nsne

Cnsne

D nsne

ACT

2.1.1.- Cálculo de la Relación de transmisión

ne = velocidad de giro de la polea de entrada

ns = velocidad de giro de la polea de salida

De= diámetro de la polea de entrada

Ds = diámetro de la polea de salida

e

s

s

et n

nDDR ==

AMP

F.- Ejercita tus conocimientosEl mecanismo de transmisión de una lavadora tiene una polea en el motor con un diámetro de 30mm y una polea en el tambor de 400mm. Calcula la velocidad de giro del tambor donde metemos la ropa si el motor gira a 1500 revoluciones por minuto.

ACT

3. El tambor de la lavadora de la figura mide 45cm de diámetro, y la polea del motor 9 cm.

a) Calcula la relación de transmisión.b) Calcula la velocidad del tambor cuando el motor gira a 450 rpm.

5. Observa las poleas de la figura. Si queremos reducir la velocidad cuatro veces, ¿qué diámetro debe tener la polea conducida, si la motriz mide 6 cm?

6. Si las poleas escalonadas del árbol de poleas miden 8, 10, 12 y 14cm, de menor a mayor, calcula:

a) Las cuatro relaciones de transmisión.b) La velocidad de la broca si el motor del taladro gira a 1 400 rpm.

4. Un Walkman consta de varias poleas que transmiten el movimiento del motor a la cinta. Si la polea de motor mide 10 mm de diámetro, y la arrastrada, 40 mm de diámetro, ¿cuál es su relación de transmisión?Y si el motor gira a 120 rpm, ¿a qué velocidad gira la cinta del walkman?

ACTIVIDADES DE AMPLIACIÓN ACT

2.2.- PLATO, PIÑON y CADENA

PLATO - Es una rueda dentada grande.PIÑÓN – Es una rueda dentada pequeña.CADENA – Se trata de una sucesión de eslabones que unen plato y piñón.

Tiene un funcionamiento parecido al sistema de polea-correa:

VENTAJA: no patina.

INCONVENIENTE: es más ruidoso.

AMP

2.2.1.- Cálculo de la Relación de transmisión

Ze= nº de dientes de la rueda dentada de entrada

Zs = nº de dientes de la rueda dentada de salida

ne = velocidad de giro de la rueda dentada de entrada

ns = velocidad de giro de la rueda dentada de salida

s

e

e

st Z

ZnnR ==

AMP

G.- Ejercita tus conocimientos

Tenemos una bicicleta conUn plato (E) de 60 dientes y un piñón (S) de 15 dientes

Cuando pedaleamos damos 50 vueltas en los pedales por cada minuto que pasa.Calcula la velocidad del piñón.

ACT

7. Para evitar el desgaste y disminuir el ruido en un sistema de transmisión por cadena, ésta debe lubricarse periódicamente:

a) ¿Crees que debe lubricarse la correa en un sistema de transmisión por correa?b) ¿Sería posible que, en una bicicleta, la transmisión fuera por correa?

8. Observa y haz un dibujo de la fotografía de la cadena de la motocicleta:

a) ¿Cuál es la rueda arrastrada y cuál, la motriz?

b) Si la arrastrada tiene 120 dientes y la motriz, 30 dientes, ¿cuál es su relación de transmisión?

c) ¿A qué velocidad gira la rueda si el eje del motor gira a 800 rpm?

9. Un ciclista utiliza un plato de 60 dientes y un piñón de 15 dientes:a) Calcula la relación de transmisión.b) Si el ciclista pedalea a 40 rpm, ¿a qué velocidad gira la rueda de la bicicleta?c) ¿En qué tipo de terreno crees que está corriendo el ciclista?

ACTIVIDADES DE AMPLIACIÓNACT

2.3.- ENGRANAJES

Hay diferentes tipos dependiendo del uso:

Son unas ruedas dentadas que encajan entre si, transmitiendo el movimiento entre ejes situados a poca distancia.

Rectos Cónicos Helicoidales Interiores o de anillo

AMP

2.3.1.- Cálculo de la Relación de transmisión

Ze= nº de dientes del engranaje de entrada

Zs = nº de dientes del engranaje de salida

ne = velocidad de giro del engranaje de entrada

ns = velocidad de giro del engranaje de salida

s

e

e

st Z

ZnnR ==

AMP

H.- Ejercita tus conocimientos

Tenemos un coche de juguete con:engranaje de 20 dientes de entrada engranaje de 60 dientes de salida

El engranaje de entrada gira 1200 rpm.

Calcula la velocidad en el eje de salida.

ACT

2.3.2.- Tornillo sin fin

Transmite movimiento entre ejes que forman 90º. Sólo funciona cuando es el tornillo el que hace de motriz (entrada).

AMP

2.3.2.1- Cálculo de la Relación de transmisión

Zs = nº de dientes del engranaje de salida

ne = velocidad de giro del tornillo sin fin

ns = velocidad de giro del engranaje de salida

s

e

e

st Z

ZnnR == 1

AMP

I.- Ejercita tus conocimientos

Calcula la relación de transmisión del tornillo sin fin de una guitarra si la rueda tiene 12 dientes.

¿Qué función tiene este mecanismo en la guitarra?

ACT

2.3.3.- Tren de engranajes

Tienen varios engranajes que engranan entre sí.

Se utilizan donde se requieren grandes cambios de velocidad o para obtener diferentes salidas con diversas velocidades.

AMP

2.3.3.1.- Cálculo de la Relación de transmisión

Ze1= nº de dientes del engranaje de entrada 1, 2, …

Zs1 = nº de dientes del engranaje de salida 1, 2, …

ne = velocidad de giro del engranaje de entrada

ns = velocidad de giro del engranaje de salida

ZsZe

ZsZeR

2

2

1

1t ⋅=e

st n

nR =

AMP

J.- Ejercita tus conocimientosCalcular la relación de transmisión del tren de engranajes de la figura, que está en el molino de una harinera.

ACT

ACTIVIDADES DE AMPLIACIÓN

10. Se tienen 2 engranajes unidos uno con 20 dientes y otro con 40 dientes:

a) ¿Cuánto vale la relación de transmisión?

b) ¿A qué velocidad está girando el piñón si la otra rueda gira a 300 rpm?

11. Observa el dibujo de los engranajes del exprimidor a) Calcula la relación de transmisión.

ZA=6 ZB=60 ZC=10 ZD=60b) Calcula la velocidad del exprimidor si el motor gira 3600 rpm.

ACT

13. Dados los siguientes sistemas de transmisión:a) Calcula la relación de transmisión de ambos sistemas.b) ¿Cuál de los dos sistemas tiene una relación de transmisión mayor?c) ¿Para qué sirve la rueda del medio?d) Si la rueda de 10 dientes gira a 120 rpm, ¿a qué velocidad girarála de 40 dientes?

12. Dado el sistema de engranajes de la figura:a) ¿Cuál es la relación de transmisión del sistema?b) ¿Cuál es la velocidad de la rueda dentada F si la rueda A gira a 2000 rpm?c) ¿Cuál será el sentido de giro de la rueda F si la rueda A gira en sentido antihorario?

ACT

PRÁCTICAS CON EL SIMULADOR

D+I

PRÁCTICA 1D+I

PRÁCTICA 2D+I

PRÁCTICA 3D+I

PRÁCTICA 4D+I

PRÁCTICA 5D+I

4.- ELEMENTOS DE TRANSFORMACIÓN DEL MOVIMIENTO

Recuerda que hay dos tipos de movimiento (lineal y circular), por lo tanto existen sistemas que pasan de un movimiento a otro.

Los elementos de transformación de movimiento más sencillos son:

Piñón-cremalleraLevaBiela-manivela

http://iesvillalbahervastecnologia.wordpress.com/maquinas-y-mecanismos/mecanismos-de-transformacion-del-movimiento/

AMP

4.1.- PIÑON-CREMALLERAEstá formado por un engranaje y una barra con dientes.

Este sistema transforma el movimiento lineal en circular y viceversa.

Ejemplo: mesa soporte taladro de columna, …

AMP

4.2.- LEVAEstá formado por una leva y un seguidor

Este sistema transforma el movimiento circular en lineal, pero no al revés.

AMP

4.3.- BIELA-MANIVELA

Formado básicamente por una manivela que gira y una biela que transmite el movimiento linealmente.

Cilindro del motor de un coche

AMP

5.- OTROS COMPONENTES

1.- cojinetes o rodamientos – favorecen el giro de los ejes.

2.- trinquete – bloquea el sentido de giro

Para que los mecanismos realicen su función correctamente necesitamos de componentes extras:

AMP

ACTIVIDADES DE AMPLIACIÓN14. Enumera los elementos que conforman el mecanismo piñón-cremallera y explica cuál es su función.

15. Observa el dibujo de la figura y explica porqué el seguidor se mantiene siempre en contacto con la leva.

16. ¿La leva es un mecanismo reversible? Razona tu respuesta.

ACT

17. Observa los trinquetes de las figuras. ¿Cuáles son correctos y permitirán el giro en un solo sentido?¿Cuáles permitirán el giro en sentido horario?

18. De las tres uniones del mecanismo de la figura (A, B, C), indica cuáles son móviles y cuáles, fijas.

ACT

K.- Ejercita tus conocimientos

Esfuerzos RelaciónCargaReducirLibrementeTransmitenRígidasApoyoMovimientoRectilíneoEtapasRuedaCojinetes

Copia en tu cuaderno y completa el siguiente texto. Para ello utiliza las siguientes palabras.

ACT

TI.- TALLER DE INFORMÁTICAD+I

D+I

D+I

D+I

D+I