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LOS DIAGRAMAS DE KENNEDY - Contenido educativo
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Hoy vamos a ver algunas cuestiones básicas sobre elementos de máquinas y sistemas.
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Yo creo que todos sabemos ya o tenemos un poco la idea de que se considera la máquina
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como un objeto capaz de transformar las energías, generalmente en energía mecánica,
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hacer esa transformación de energía y que evidentemente según el segundo principio de la termodinámica
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el rendimiento de una máquina siempre tiene que ser inferior al 100% porque siempre hay pérdidas irreversibles que no vamos a poder utilizar.
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Partiendo ya de unos conocimientos de mecánica que ya tenéis que saber, tanto conocimientos de fuerzas como conocimientos de estática,
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en lo referente de que las fuerzas pueden deformar los cuerpos
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como de dinámica que pueden cambiar su estado de movimiento
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pues lo que vamos a hacer es hablar un poquito de elementos de máquinas y sistemas
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sobre todo la parte más mecánica, la parte de transmisión
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En esencia, pues tenemos lo que sería una primera introducción al tema
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después hablamos de elementos de transformación de movimientos
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de la transmisión de rotación, de desplazamiento, etc.
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Aquí, bueno, lo que hemos visto, lo que vemos en esta diapositiva es una serie de vocabulario técnico que tenéis que aprender.
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Pues que un mecanismo es un conjunto de elementos normalmente rígidos, conectados entre sí por medio de articulaciones.
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Las articulaciones, dependiendo de cómo sean, pues pueden permitir movimiento, la propia articulación, pueden ser quicios si solo permiten desplazamientos, pueden ser empotramientos si no permiten ningún tipo de movimiento, ¿no?
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Entonces, pues dependiendo de cómo sean esos movimientos, pues así tendremos diferentes articulaciones.
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Los elementos pueden ser rígidos o semirrígidos, son eslabones
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Siempre hay un bastidor que está en reposo
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Y luego siempre hay uniones, que cada unión se conoce con el nombre de par cinemático
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Y cada eslabón se suele caracterizar por tener dos movimientos básicos
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Que son el movimiento de deslizamiento y el movimiento de rotación
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Entonces, como siempre aquí, se nos presenta un problema muy grave
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que es el problema de las coordenadas
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vamos a tener dos tipos de coordenadas
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vamos a tener unas coordenadas respecto al movimiento
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digamos que absoluto
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que es respecto al bastidor
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o unos movimientos relativos con respecto al eslabón anterior
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y eso hace que en algunas ocasiones
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nos aparezca lo que sería
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si lo estudiamos en función de la dinámica
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es decir, en función de fuerzas
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porque esto podemos estudiarlo desde el punto de vista cinemático o desde el punto de vista dinámico,
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cuando se estudia en función de fuerzas y hay cambios bien en la dirección de la velocidad porque hay giros
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o en el módulo de la velocidad porque hay determinados deslizamientos,
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pues en esos casos aparecen aceleraciones, por lo tanto esfuerzos.
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Entonces, todas las fuerzas y todas las aceleraciones tienen dos componentes, la normal y la tangencial.
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La tangencial viene dada a través de la variación del módulo de la velocidad al cuadrado partido por el radio.
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Ese es el valor de la aceleración normal. Y luego la aceleración tangencial depende del propio valor y de la propia variación del módulo de la velocidad tangencial.
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Ahora bien, debido a estos cambios de coordenadas nos pueden aparecer unas aceleraciones
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que son aceleraciones que están asociadas a estos cambios de coordenadas
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que en los mecanismos que nosotros vamos a utilizar no van a aparecer
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pero en mecanismos más complejos nos puede aparecer lo que se llama la aceleración de Coriolis
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y que en esos casos tendremos que considerarla como una fuerza más
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La aceleración de Coriolis existe en la naturaleza, es por ejemplo la responsable de algunos movimientos atmosféricos debido al problema de los ejes de rotación de la Tierra que sabemos que tiene dos rotaciones, una respecto de su propio eje y luego hay otra rotación respecto del Sol.
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Entonces, debido a los diferentes sistemas de coordenadas, para que se haga un ajuste de los valores, tenemos que utilizar esta aceleración, aceleración de corrido.
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Nosotros nos vamos a mover con diagramas mucho más sencillos, que son los denominados diagramas de Kennedy.
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Ahí vamos a hacer un estudio principalmente cinemático, no dinámico, es decir, considerando solamente las velocidades, no las fuerzas, porque si consideramos las fuerzas aparecen estas componentes de aceleración y entonces los diagramas se complican.
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Entonces, para evitar estos diagramas complicados y estos cálculos más complicados, obviamos las aceleraciones de Coriolis que además son debidas a la existencia de momentos.
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Tenemos aquí un ejemplo muy sencillo que es el que se suele utilizar para hacer estos tipos de diagramas y estos tipos de estudios
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que es un sistema biela-manivela
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Generalmente se parte de lo que se llama el cuadriláctico articulado que tiene cuatro barras
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En el caso del sistema biela-manivela está simplificado todavía más
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porque solamente tenemos, aparte del bastidor, tenemos dos barras y una corredera.
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Podríamos considerar tres barras.
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La manivela es un elemento de máquina que solo gira.
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La corredera es un elemento de máquina que solo se desliza.
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Entonces, para hacer esa transmisión de movimiento desde la rotación,
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convertir esa rotación en deslizamiento, ponemos una tercera barra, que es la biela,
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que tendrá los dos movimientos.
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Y para estudiar este tipo de elemento de máquina, de estas máquinas, usamos lo que se llaman los diagramas de Kennedy, en los cuales, por ejemplo, en este caso podemos hallar fácilmente el centro instantáneo de rotación para la biela, es decir, qué punto del espacio podríamos utilizar para considerar que la biela solo tuviese movimiento de rotación.
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entonces se obtiene muy fácilmente
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puesto que la corredera solo se desliza
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será perpendicular
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el eje de rotación estará en infinito
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y para la manivela
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simplemente lo que tenemos es
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que alargarla
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el punto de corte es el centro instantáneo de rotación
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de la barra que está entre los dos elementos
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tenemos el estudio
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un poquito más detallado
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y bueno
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lo que nos permite este tipo de diagramas
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de Kennedy que es este que tenemos aquí
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es cuantificar el valor de las velocidades
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ya cuando se quiere hacer un diseño un poco fino
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y se necesitan valores
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pues es importante hacer este tipo de diagramas
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también es importante que vosotros os vayáis acostumbrando
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a que no siempre las soluciones que se pueden dar a los problemas
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suponen un cálculo complejo
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en muchas ocasiones, sobre todo en el mundo tecnológico
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se utiliza como herramienta básica el dibujo
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El dibujo nos va a permitir hacer cálculos sencillos, cálculos al fin y al cabo, de los cuales después podemos tomar decisiones.
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- Idioma/s:
- Autor/es:
- ISABEL LAFUENTE
- Subido por:
- Isabel L.
- Licencia:
- Reconocimiento - No comercial
- Visualizaciones:
- 76
- Fecha:
- 6 de noviembre de 2017 - 23:02
- Visibilidad:
- Público
- Centro:
- Sin centro asignado
- Duración:
- 08′ 32″
- Relación de aspecto:
- 4:3 Hasta 2009 fue el estándar utilizado en la televisión PAL; muchas pantallas de ordenador y televisores usan este estándar, erróneamente llamado cuadrado, cuando en la realidad es rectangular o wide.
- Resolución:
- 1440x1080 píxeles
- Tamaño:
- 145.08 MBytes