Diseño de un mecanismo

CONTENIDO

1. FUNCIÓN        2

2. DIMENSIONES        2

2.1. Análisis Previos        2

2.2. Mecanismos Por Utilizar        2

2.3. Dimensiones de los Elementos        3

3. POSICIÓN, VELOCIDAD Y ACELERACIÓN        4

3.1. Cálculos Generales        4

3.2. Yugo Escocés        5

3.2.1. Posición        5

3.2.2. Velocidad        6

3.2.3. Aceleración        8

3.3. Manivela, biela, corredera        9

3.3.1. Posición        10

3.3.2. Velocidad        10

3.3.3. Aceleración        10

3.4. Banda dentada        12

3.5. Polea con Bandas        12

4. DIBUJO TERMINADO (Planos)        12

1. FUNCIÓN

El mecanismo presente realiza 4 perforaciones en los botones que son transportados en una banda para luego hundir el centro de estos para darles esa forma característica que tienen (debido a que los botones vienen aun a una alta temperatura son altamente moldeables y solo necesitamos un poco de presión para realzar dichas deformaciones), y a su vez, nuestro mecanismo controla la velocidad de la antes mencionada banda para sincronizar el proceso.

2. DIMENSIONES

2.1. Análisis Previos

Queremos que las perforaciones se realicen una por cada segundo, es decir, que la velocidad de salida de nuestro mecanismo debe de ser:

[pic 1]

Al saber que la banda debe de ir sincronizada con la velocidad de las perforaciones, realizamos las siguientes consideraciones:

• El tamaño de cada botón es de 1 cm.

• La distancia entre botones transportados sobre la banda es de 3 cm (distancia propuesta para el diseño).

• Dibujando el diagrama de lo dicho anteriormente podemos determinar que la distancia entre los centros de cada botón es de 4 cm[pic 2]

• En conclusión, podemos deducir que la velocidad de la banda debe de ser de 4 cm/s; esto para que en cada segundo la posición del botón 1 sea tomada por el botón 2, y así sucesivamente, lo cual generaría que las perforaciones estén sincronizadas con el desplazamiento de la banda.

2.2. Mecanismos Por Utilizar

• Para realizar las 4 perforaciones de cada botón se utilizará un yugo escocés con 4 puntas al extremo.
• Para realizar el hundimiento al centro de cada botón se utilizará una biela y manivela con una semiesfera al extremo de la corredera.

• Para realizar los cambios de velocidades se utilizará un sistema de banda dentada y a través de poleas con bandas.

• Para realizar los cambios de direcciones de giro se utilizarán engranajes cónicos de dientes helicoidales.

2.3. Dimensiones de los Elementos

2.3.1. Yugo Escocés

[pic 3]

2.3.2. Biela, Manivela, Corredera

[pic 4]

[pic 5]

2.3.3. Transmisión 3 (Banda dentada)

[pic 6]

[pic 7]

2.3.4. Transmisión 2 (Banda dentada)

[pic 8]

[pic 9]

2.3.5. Transmisión 1 (Poleas)

[pic 10]

[pic 11]

2.3.6. Engrane Cónico de Dientes Helicoidales

[pic 12]

Planos dimensionados en el último capítulo.

3. POSICIÓN, VELOCIDAD Y ACELERACIÓN

3.1. Cálculos Generales

El periodo del yugo escocés, así como el de la biela, manivela, corredera debe de ser de 1 segundo, por ende, su velocidad angular de entrada debe de ser de:

[pic 13]

Observando nuestro diseño del mecanismo, sabemos que esta velocidad angular es la transmitida por el engrane menor de nuestro sistema de banda dentada 1.

[pic 14]

Donde:

[pic 15]

Relacionando las velocidades tangenciales podemos calcular la transmisión.

[pic 16]

[pic 17]

[pic 18]

Despejando la velocidad angular del engrane mayor de la banda dentada 1 obtenemos:

[pic 19]

Sustituyendo las dimensiones propuestas obtenemos:

[pic 20]

[pic 21]

Sabemos que la velocidad del engrane mayor de la banda dentada 2 es la misma que la de la polea menor, de la transmisión que viene del motor, por lo tanto, para facilitar el cálculo convertimos a rpm.

[pic 22]

Retomamos la relación de las velocidades tangenciales para poder calcular la transmisión:

[pic 23]

[pic 24]

[pic 25]

Despejando la velocidad angular de la polea mayor obtenemos:

[pic 26]

Sustituyendo las dimensiones propuestas obtenemos:

[pic 27]

Por ende, necesitamos una alimentación inicial generada por un motor de 100 rpm.

[pic 28]

3.2. Yugo Escocés

Datos:

[pic 29]

[pic 30]

3.2.1. Posición

Formula:

 [pic 31]

...