Maquinas y Mecanismos

Consultas Esfuerzo de tracción: Decimos que está sometido a un esfuerzo de tracción cuando sobre el actúan fuerzas que tienden a estirarlo. Los tensores son elementos resistentes que aguantan muy bien este tipo de esfuerzos. Un cuerpo se encuentra sometido a una compresión si las fuerzas tienden a aplastarlo o comprimirlo.

Torque: Es simplemente la medida de fuerza que se necesita aplicar a una varilla para hacer girar un obeto. La fuerza que eerce en el e!tremo del brazo se mide en "e#ton$metro.

Torsión Torsión de un eje: Entendemos por torsión a la deformación de un ee% producto de la acción de dos fuerzas paralelas con direcciones contrarias a sus e!tremos.

Elasticidad: La elasticidad es la capacidad de los cuerpos de presentar deformaciones cuando son son some sometitido doss a fuer fuerza zass e!te e!tern rnas as que que pued pueden en hace hacerr que que las las menc mencio iona nada dass deformaciones se vuelvan irreversibles% o en su defecto% que adopten su forma originaria una vez que la acción de estas fuerzas desapareció.

Dilatación térmica: Es el proceso por el cual los cuerpos aumentan volumen debido a su temperatura.  &fecta a todos los estados de agregación de la materia. 'uando en lugar de aume aument ntar ar.. La temp temper erat atura ura dism dismin inuy uye% e% el volu volume men n del del cuerp cuerpo o tamb tambi( i(n n lo hace% hace% hablando en estos casos de contracción t(rmica.

Esfuerzo de deformación: Es la curva resultante resultante graficada graficada con los valores del esfuerzo esfuerzo y la correspondiente correspondiente deformación unitaria en el esp(cimen calculando a partir de los siguientes datos de un ensayo de tensión o compresión.

Energía potencial ).* +,ue energ-a potencial tiene un elevador de //0g que está en la parte superior  de un edificio de 1m de altura sobre el suelo2

3.*un horno de microondas de )30g de peso se empua o es estirado estirado por una rampa de )4m inclinada 156 sobre la horizontal y se aplica una fuerza constante de )3/" y paralela a la rampa. +,u( trabao realiza la fuerza sobe el horno2

1.* Un alpinist alpinista a de 570g 570g trepa a 4//m$h 4//m$h en ascensión ascensión vertica vertical.l. +,u( energ-a energ-a potencial gravitatoria gana en una ascensión de 3 hrs2

4.* una maleta de 870g se encuentra en lo alto de un contenedor de una altura de m y dispone de una energ-a potencial de )58419. +:i la maleta se dea caer libremente en el momento usto en que su energ-a cin(tica tiene un valor de /9 a que altura se encuentra la maleta2

7.* Una masa se eleva mediante una polea de inversión con ;//" de fuerza en un tiempo tiempo de 3 min a una altura de )/m. 'alcul 'alcular ar el trabao trabao en 9oules 9oules y calcula calcularr la potencia.

8.* +,u( trabao eecuta un aprendiz en "m y en 9oules al levantar 770g a una altura de ).4m y luego a una altura de ).3m2

5.* +'uál es la potencia en "m$s y en #atts al levantar 77 0g en seg a una altura de ).m2

.* para elevar una biga en <=> de 17/0g se requiere un trabao de )1)39 +& qu( altura se eleva la biga2

;.* Un cuerpo de 57 0g necesita un)3 segundos para un recorrido de )//m. 'alcular  la potencia en "m$s y en #atts.

)/.* Una bomba centrifuga de trasiego transporta o eleva en ) hra 4/m? de agua de un pozo de profundidad de m +'uál es la potencia de la bomba en 0@2

)).* +,u( masa puede elevar un motor de )3 0@ en 3/s a una altura de 4m2

)3.* +'uánto tiempo necesita una grúa de taller de 10@ para elevar una masa de )7/0g a una altura de 3.1m2

)1.* :e requiere llenar con agua en 3/ min un tanque cil-ndrico que tiene 1m de diámetro y 1m de altura. +,u( potencia en 0@ se requiere para elevarla 8m2

)4.* Un motor el(ctrico absorbe 4 0@ de potencia el(ctrica y emite una potencia de 147/9 +'uál es su rendimiento2

)7.* El motor de un elevador absorbe 70@. +'uál es su rendimiento cuando se requieren )/ seg para elevar una masa de 87/0g a una altura de ;.3m2

)8.* +'uál es la potencia generada en 0@ por una turbina de 5/A de rendimiento por la que fluye en 3/ seg )/m? de agua con una ca-da de )m2

)5.* Una bomba de embolo de simple efecto de 337 rcm de diámetro y 47/mm de carrera trabaa trabaa con una presión presión de 4.7 bar y con una velocidad media media de embolo embolo de 3.7m$s. +si el rendimiento es de 5/A que potencia se requiere2

Energía Cinética ).* 'alcular la energ-a cin(tica de una moto de 3//0g de masa a una velocidad de 37m$s.

3.*'alcular la energ-a cin(tica de un automóvil de 3//0g de masa que lleva una velocidad de 53 0m$h.

1.* +,u( trabao hay que realizar realizar para detener una pelota de /.7 que se desplaza desplaza a una velocidad de 4m$s.2

4.* Una masa de )/// 0g inicialmente en reposo% tiene despu(s de 7 segundos un movi movimi mient ento o por por un plano plano sin fric fricci ción ón.. Una Una energ energ-a -a cin( cin(titica ca de 3/B) 3/B)/? /? oul oules. es. Determinar el valor de la fuerza constante en "e#ton que provoca este movimiento.

7.* Un coche con una masa de )///0g acelera desde /m$s hasta 1/m$s. calcular la energ-a cin(tica ganada y la potencia del coche.

Esfuerzo, Deformación, Modulo de Young, Elongación ).*determinar el alargamiento total de una barra recta inicialmente de longitud L y área de la sección transversal & y módulo de elasticidad E% si actúa en sus e!tremos una carga de tracción C.

3.*un obeto de latón tiene módulo de elasticidad de oung E)3/!)/ ;"$mF y tienen un l-mite de elasticidad de 37/!)/ ; "$mF. Una varilla con )/ mmF de área y )// mm de longitud e!puesta a una carga de )7//" aG Hecupera el alambre su longitud inicial bG determinar el alargamiento unitario total 4 cG determina el diámetro m-nimo con una carga de  ! )/ " para que no se deforme.

1.*una probeta de )1. mm de diámetro y )// mm de distancia entre puntos es sometida a una carga% su longitud se incrementa 1 ! )/ *1. Im. El módulo de oung es de 3).7 ! )/  7 0g$ cmF a. determinar b. determinar la c. determinar la fuerza actuante

el tensión

alargamiento unitaria

en

unitario Jn$mF

4.* una pieza de 4// mm de longitud longitud tiene tiene que soportar soportar una carga de 7%///" 7%///" sin deformarse. Elegir el material más adecuado para que la pieza tenga u peso m-nimo Latón  &cero aluminio

Limite elástico 147Ipa 8//Ipa 357 Ipa

Densidad .7 5.; 3.5

Krs$cm?

7.*Una barra de acero con l-mite elástico de 137 mCa y módulo de elasticidad de 3/5! )/4 mCa% se somete a una carga de 37%///"% la barra tiene 5//mm de longitud inicial a. ,ue diámetro diámetro ha ha de tener si si se desea desea que no se alargue alargue más más de /.17mm /.17mm b. :i la la carga carga se retira retira la carga carga permanece permanece deformada. deformada.

8.*una aleación de cobre tiene una elasticidad de Iodulo de oungG)3%8//0g$mmF y tiene un l-mite de elasticidad de 38 0g $ mF. a. determinar la tensión unitaria para producir en una barra de 4//mm de longitud un alargamiento de /.18mm b. determinar el diámetro de una barra de este material para que sometida a un esfuerzo de tracción de //0gs no se e!ponga a deformaciones permanentes

5.* calcular el diámetro del vástago de un cilindro que debe soportar 7%/// 0gs% fabricado en acero de tensión admisible de 1/ 0g$ mF% la carrera no e!cede de )//mm para que no e!ceda el pandeo

.*un alambre de acero con modulo elástico 3)/%///mCa y módulo de elasticidad de 3// gIpa% la varilla tiene un área de )3mmF y 7/ mm de longitud. a. si se carga con )//"% HE'UCEH& :U LM"KN=UD N"N'N&L. b. calcular el alargamiento. c. calcular el diámetro m-nimo si no se quiere que se alargue.

)/.* una cinta de medir de acero de 37 mts de longitud tiene una sección sección de 8mm ! /. mm determinar el alargamiento cuando e estira toda la cinta y se mantiene tirante bao una fuerza de 80gs% El módulo de elasticidad es de 3.) ! )/ 8 0g$ cm3

)).* en la construcción de un edificio se usa cable de acero de 8 mm de diámetro para elevar los materiales% si cuelgan )7/ mts del cable para elevar en su e!tremo inferior una carga de 3//0gs% determinar el alargamiento total del cable% el peso espec-fico del acero es /.//5 0gs$ cm 1  y el módulo de elasticidad es de 3.)! )/80g$cm3 )3.* un cable recto de aluminio de 1/mts de largo es sometido a una tensión de tracción de 5// 0g$ cmF% módulo de elasticidad5!)/ 7 0gs$ cmF el coeficiente de dilatación t(rmica es 3).8! )/ 8 $o'.

a. determinar el alargamiento total b. que variación de temperatura produce este mismo alargamiento.

del

cable

)1.*dos barras prismáticas están unidas r-gidamente como el la figura y soportan una carga de 7% /// 0gs. La barra superior es de acero con una densidad /.//5 0g$ cm? con sección  & de 8/ cmsF% módulo de elasticidad 3.)!)/ 70gs$ cm?. Longitud de )/ mts La barra inferior es de bronce con densidad de /.//80gs$ cm?% con sección de 7/ cmsF% módulo de elasticidad ;! )/ 7 0$cmF .Longitud de 8 mts a. determinar la tensión má!ima en cada material

)4.* una barra de acero cuadrada de 7 cms de lado y longitud longitud de ) mto es sometida sometida a una fuerza de tracción a!ial de 13%/// 0gs. a. determ determinar inar las dismin disminució ución n de las dimens dimension iones es lateral lateral debida a esta esta carga.. carga.. 7 'onsiderar el módulo de elasticidad 3 ! )/ 0gs $ cm3. La razón de Coisson es de  /.1 deformación lateral$ deformación a!ial.

)7.*una barra cuadrada de aluminio de 7 cms de lado y de 37 cms de longitud es sometida a cargas a!iales en sus e!tremos. :e ha encontrado e!perimentalmente que la deformación en la dirección dela carga es /.//) cms$ cm.

a. Determinar el volumen de la barra cuando actúa la carga. 'M":NDEH&H ,UE L& HEL&'NO" DE Coissones  /.11 deformación lateral $ deformación a!ial

)8.* )8.* una una vari varilllla a es circ circul ular ar y tien tiene e 3 43%///lbs

ʹʹ

de diám diámet etro ro%% e!pe e!peri rime ment nta a una una carg carga a de

a. determinar el esfuerzo desarrollado

)5.*si el diámetr diámetro o de la varilla anterior anterior es de 1 . 'ual dese ser la carga carga para producir  producir  un esfuerzo de )7%///lbs$inF ʹʹ

).* una barra de acero está sueta a un esfuerzo de tensión y una porción de esta originalment originalmente e de  de longitud longitud es alargad alargada a /.//44 pulgadas pulgadas ʹʹ

a. determinar la unidad de elongación );.* un poste poste de madera madera bao compresi compresión ón es acortado acortado /.)44 /.)44 en una longitud longitud de )7 )7 pies ʹʹ

a. determinar la unidad de elongación

3/.*un alambre alambre de cobre cobre de /./)8 de diámetro diámetro y 18 pulgadas pulgadas de longitud% longitud% se coloca coloca bao una fuerza de tensión de ).87lbs% esto causa una elongación de /./)5 pulgadas ʹʹ

a. determinar el módulo de cobre

3).*unavarilla de 4 mts de longitud y /.8cmF de sección se alarga /.8 cms al soportar  en uno de sus e!tremos una carga de 7//0gs a. determinar el esfuerzo

b. la deformación unitaria. c. módulo de oung

33.*que alargamiento e!perimenta un alambre de cobre de )4 mts de longitud y /.4 cms de radio% sometido a una tensión de 7/ "P.I. del cobre )/ )/"$mF

31 que sección m-nima debe darse a un alambre de aluminio de 4 mts de longitud que e!perimenta una tensión de 8/ " si la má!ima elongación permitida es de //.1cms Iodulo de oung oung 8.1 ! )/)/ "$mF

34.* que fuerza se requiere para estirar /.7mm un alambre de acero de 3mts de largo y 3 mmF de sección. Iodulo del acero* .3/.7 .)/ )/ "$mF

37.*Una 37.*Una barra de 4 mts de largo y 8// " de peso se sostiene sostiene por sus e!tremos e!tremos con dos alambres verticales% uno de acero y uno de cobre. 'ada alambree tiene 1 ts de longitud y /./ cmsF de sección. 'alcular la elongación de cada alambre. I. de oungQ oungQ 'obre  ).5.)/ )/"$m3 I. de oungQ Racer 

ndice

Iecanismo articulado y su análisisPPPPPPPPPPPPPPP....) I(todo trigonom(tricoP...PPPPPPPPPPPPPPPPP........ trigonom(tricoP...PPPPPPPPPPPPPPPPP..........3 ..3 Iecanismo articuladoPPPPPPPPPPPPPPPPPP............ articuladoPPPPPPPPPPPPPPPPPP..............1 ..1 Iecanismos articulados m(todo graficoPPPPPPPPPPP...........1 Iecanismo 4 barras...PP.................... barras...PP................................ ........................ ........................ ........................ ...............4 ...4 Ley de grashofPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPP...........4 'onceptos básicos de transmisión por engraneP.................................. engraneP...................................8 .8 Crincipios básicos de transmisiónPPPPPPPPPPPPPPPP...8 =ipos de transmisiónPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPP.....5 =orquePPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPP..... Car de fuerzasPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPP.... =orque =orque y potenciaPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPP......; =ipos de transmisionesPPPPPPPPPPPPPPPPPPPP...)/ =ransmisiones circularesPPPPPPPPPPPPPPPPPPP....)) Directa e indirectaPPPPPPPPPPPPPP........... indirectaPPPPPPPPPPPPPP....................... ......................)3 ..........)3 'onceptos básicosPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPP......)3 4 tipos de mecanismos e!istentesPPPPPPPPPPPPPPP....)7 Crincipios de un reductorPPPPPPPPPPPPPPPPPPP....)8 'aracter-sticas de las ruedas dentadasPPPPPPPPPPPPP...)5 Diámetro y número de dientesPPPPP...................... dientesPPPPP.................................. ........................)5 ............)5 Dimensiones de las ruedas dentadasPPPPPPPPP............ dentadasPPPPPPPPP....................) ........) 'apacidad de engranaes rectosPPPPPPPPPPPPP...PP...); 'apacidad de resistencia de fle!ión por dientePPPPPPPPPP..); Limite por rotura a fatiga en base del dientePPPPPPPPPPP...3/ Desgaste o picaduraPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPP3/ =ransmisión reductoraPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPP.3) =ransmisión multiplicadoraPPPPPPPPPPPPPPPPPPP.33 Iateriales para engranesPPPPPPPPPPPPPPPPPPP...33

 &ceros al carbonoPPPPPPPPPPPP..................... carbonoPPPPPPPPPPPP.................................. ...................33 ......33  &ceros aleadosPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPP.33  &coplamientos.....................  &coplamientos................................. ........................ ........................ ......................... ......................... ...................31 .......31 'ople....................... 'ople................................... ........................ ......................... ......................... ......................... ......................... ..................31 ......31 =ipos de acoplamientos.................... acoplamientos................................ ......................... ......................... ........................ .................34 .....34