SISTEMAS MECÁNICOS AUTOMOTRICES PDF
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Arizona State University
Hermenegildo Santiz Gómez
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Este documento proporciona una introducción a los sistemas mecánicos automotrices. Explica conceptos como equilibrio, movimiento uniforme, y cinemática, y cubre principios básicos de mecanismos y máquinas. Incluye información de análisis, y aplicaciones.
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SISTEMAS MECÁNICOS AUTOMOTRICES Hermenegildo Santiz Gómez Introducción a los sistemas mecánicos automotrices 0. Introducción El estudio de la mecánica clásica es indispensable para entender el movimiento tanto de partículas y cuerpos rígidos....
SISTEMAS MECÁNICOS AUTOMOTRICES Hermenegildo Santiz Gómez Introducción a los sistemas mecánicos automotrices 0. Introducción El estudio de la mecánica clásica es indispensable para entender el movimiento tanto de partículas y cuerpos rígidos. Reposo Estática Equilibrio Movimiento Mecánica uniforme Cinemática Dinámica Cinética 0. Introducción Ecuaciones De ellas se derivan Equilibrio Movimiento ecuaciones fundamentales como ecuaciones de equilibrio y movimiento de 𝑭 = 𝟎 Lineal Angular distintos objetos. 𝒅𝒙 𝒅𝜽 𝑴 = 𝟎 𝑽= 𝝎= 𝒅𝒕 𝒅𝒕 𝒅𝑽 𝒅𝝎 𝒂= 𝜶= 𝒅𝒕 𝒅𝒕 0. Introducción La formación de ingeniería se ocupa de temas de análisis, lo que significa descomponer, desarmar, descomponer en sus partes constituyentes. Esto es muy necesario ya que el ingeniero debe saber cómo analizar sistemas de varios tipos, mecánicos, eléctricos, térmicos o fluidos. Obtenido: https://www.youtube.com/watch?v=A7mj2aWwYYk 0. Introducción El análisis requiere un completo conocimiento tanto de las técnicas matemáticas apropiadas, como de la física fundamental de la función del sistema. Imágenes obtenidas de: https://im0329.blogspot.com/2010/08/bancada-manivela-acoplador-balancin.html https://albrodpulf1.wordpress.com/wp-content/uploads/2014/09/slide0043_image110.gif https://dautomotrizuft.weebly.com/uploads/2/8/3/0/28309233/published/841647470.gif?1518721956 https://www.mecapedia.uji.es/pages/images/ley_de_Grashof1.gif 1. Principios básicos Un mecanismo (sistema mecánico) es un dispositivo que transforma el movimiento en un patrón deseable, y por lo general desarrolla fuerzas muy bajas y transmite poca potencia. Los mecanismos, si se cargan en exceso y funcionan a bajas velocidades, en ocasiones se pueden tratar de manera estricta como dispositivos cinemáticos; es decir, se pueden analizar cinemáticamente sin considerar las fuerzas. Obtenido de: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/41/Nockenwelle_ani.gif/260px-Nockenwelle_ani.gif 1. Principios básicos Componentes de un mecanismo Mecanismo Elemento fijo Componentes Componentes donde se de Transmisión de unión ensambla el mecanismo 1. Principios básicos Una máquina, en general, contiene mecanismos que están diseñados para producir y transmitir fuerzas significativas. Las máquinas (y mecanismos que funcionan a altas velocidades), por otra parte, primero deben tratarse como mecanismos, sus velocidades y aceleraciones analizadas cinemáticamente y, posteriormente, como sistemas dinámicos en los que sus fuerzas estáticas y dinámicas producidas por esas aceleraciones son analizadas mediante principios de cinética. Obtenido de: https://victoryepes.blogs.upv.es/files/2016/12/motor-combustion.gif 1. Principios básicos Elemento mecánico Mecanismo Máquina Piezas mecánicas Conjunto de elementos generalmente Es cualquier dispositivo que con formas y rígidos, cuya función es transmitir el puede transformar la funciones movimiento o bien transformarlo en un naturaleza de un tipo de especificas. patrón deseable. energía en otra. Obtenido de: https://www.ingenieriaymecanicaautomotriz.com/wp- Obtenido de: https://res.cloudinary.com/postedin/image/upload/v1/76080652-b887-42cd-a055- content/uploads/2020/04/334455544.png 45317f1e1465/funcion-diferencial-de-un-auto Obtenido de: https://buscadordetalleres.com/blog/wp- content/uploads/2019/11/AWDPorsche-5.jpg Sistema mecánico 1. Principios básicos No existe una clara línea divisoria entre mecanismo y máquinas. Difieren en su grado y no en su clase. Si las fuerzas o niveles de energía en el dispositivo son significativos, se considerará como una máquina; si no es así, será considerado como un mecanismo. Mecanismo de cuatro barras 1. Principios básicos Uno de los mecanismos más simples y útiles es el de cuatro barras articuladas 1. Principios básicos Mecanismo de cuatro barras En la figura se muestra un sistema mecánico de cuatro barras. La barra número 1 es el suelo (MN). El enlace de tierra es la base y se utiliza como enlace de referencia. Debemos medir todas las barras con respecto al enlace de tierra. 1. Principios básicos Mecanismo de cuatro barras La barra número de enlace 2 (MA) suele ser el enlace de entrada que está controlado por el ángulo de entrada 𝜃2. 1. Principios básicos Mecanismo de cuatro barras La barra número 4 (NB) suele ser el enlace de salida con posición angular 𝜃4. 1. Principios básicos Mecanismo de cuatro barras El eslabón número 3 (AB) es el eslabón acoplador con posición angular 𝜃3 que conecta los enlaces de entrada y salida entre sí. 1. Principios básicos Mecanismo de cuatro barras La posición angular de los enlaces de salida y acoplador, 𝜃4 y 𝜃3 , son funciones de la longitud de los enlaces y el valor de la variable de entrada 𝜃2. 1. Principios básicos Mecanismo de cuatro barras Los ángulos 𝜃4 y 𝜃3 se pueden calcular mediante las siguientes funciones. 1. Principios básicos Mecanismo de cuatro barras Donde los valores de las constantes 𝐴 a 𝐹 son: 1. Principios básicos Mecanismo de cuatro barras Aplicando la ecuación de Freudenstein se puede ampliar mediante trigonometría los valores de 𝐽1 , 𝐽2 y 𝐽3 b c a d 1. Principios básicos Mecanismo de cuatro barras- Criterio de Grashoff La capacidad de un mecanismo de cuatro barras para tener un enlace giratorio está determinada por el criterio de Grashoff. Suponga que los cuatro enlaces tienen las longitudes 𝑙, 𝑠, 𝑝 y 𝑞, donde: 𝑙 = 𝑒𝑠𝑙𝑎𝑏ó𝑛 𝑚á𝑠 𝑙𝑎𝑟𝑔𝑜 𝑠 = 𝑒𝑠𝑙𝑎𝑏ó𝑛 𝑚á𝑠 𝑐𝑜𝑟𝑡𝑜 𝑝, 𝑞 = 𝑙𝑜𝑠 𝑜𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑜𝑠 𝑒𝑠𝑙𝑎𝑏𝑜𝑛𝑒𝑠 1. Principios básicos Mecanismo de cuatro barras- Criterio de Grashoff Entonces, el criterio de Grashoff establece que el enlace tiene un enlace rotatorio si: 𝑙+𝑠