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Serie: Aplicaciones en Diseño e Ingeniería
Mecanismos
Explorando Conexiones, Engranajes y Levas
Objetivos Didácticos
Al concluir esta lección, los estudiantes podrán:
Comprender qué es un mecanismo.
Analizar los diferentes mecanismos
utilizados en sistemas mecánicos y
robóticos.
Comprender cómo funcionan los
mecanismos.
Diseñar y construir mecanismos
personalizados que sirven para un propósito
específico.
Estándares Educativos
NGSS
3-5-ETS1-4 Diseño de Ingeniería
MS-ETS1-4 Diseño de Ingeniería
HS-ETS1-4 Diseño de Ingeniería
Paquete del Plan de Estudios
Paquete del Plan de Estudios
ITEEA
STL8- Atributos del Diseño
STL9- Diseño de Ingeniería
STL10- Invención e Innovación
v2.1
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Resumen de contenidos para Kid Spark STEM-Maker
- Página 1 Paquete del Plan de Estudios Serie: Aplicaciones en Diseño e Ingeniería Paquete del Plan de Estudios v2.1 Mecanismos Explorando Conexiones, Engranajes y Levas Objetivos Didácticos Al concluir esta lección, los estudiantes podrán: Comprender qué es un mecanismo. Analizar los diferentes mecanismos utilizados en sistemas mecánicos y robóticos.
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Página 2: Tabla De Contenido
Los estudiantes pueden trabajar en grupos hasta de cuatro integrantes en esta actividad. Recursos Cada grupo hasta de cuatro estudiantes utilizará: (1) Lab de Young Engineers Kid Spark (1) Lab de Engineering Pathways Kid Spark Tiempo de la Actividad 120 – 180 minutos... -
Página 3: Iniciando
Distancia de Elevación Carga Torsión Mecánica Árbol de Levas Recursos Cada grupo hasta de cuatro estudiantes utilizará: (1) Lab de Young Engineers Kid Spark (1) Lab de Engineering Pathways Kid Spark Más Módulo de Robótica Básica Módulo SnapStack Advanced Projects Lab... -
Página 4: Fundamentos De Construcción
Medición: 9 Aberturas La dimensión exteriores de cada bloque conector Kid Spark es de 2 cm . Esto significa que la longitud, 18cm profundidad y altura es de 2 cm cada una. Para determinar el tamaño de una construcción Kid Spark en centímetros, simplemente cuente la cantidad... -
Página 5: Mecanismos
Enlaces Rectos Los enlaces pueden ser de cualquier longitud dependiendo del diseño. En el sistema Kid Spark se pueden usar travesaños de diferentes longitudes para crear diferentes enlaces rectos. Enlaces en Forma Geométrica Los enlaces también pueden ser de cualquier forma geométrica. -
Página 6: Acoplamientos Y Enlaces
Para que los enlaces funcionen correctamente, también deben tener una estructura de soporte que guía el movimiento. Las siguientes construcciones de STEM-Maker muestran diferentes tipos de acoplamientos. Construcción STEM-Maker: La Palanca Siga paso a paso las instrucciones gráficas para ensamblar una palanca. -
Página 7: Cambiar La Dirección Del Movimiento
(Ejemplo: Palanca de Primera Clase) Recurso: Máquinas simples Para más información sobre la palanca y diferentes tipos de palancas, consulte el Paquete del Plan de Estudios de Diseño e Ingeniería Kid Spark: La Palanca. -
Página 8: Construcción Stem-Maker: Acoplamiento De Movimiento Inverso
Acoplamientos y Enlaces Construcción STEM-Maker: Acoplamiento de Movimiento Inverso Siga paso a paso las instrucciones gráficas para ensamblar y probar un acoplamiento de movimiento inverso. Componentes Arme la Estructura Base Componentes Arme el Acoplamiento... - Página 9 Acoplamientos y Enlaces Componentes Conecte las Guías del Brazo Componentes Conecte los Acoplamientos...
- Página 10 Acoplamientos y Enlaces Pruebe el Acoplamiento Instrucciones: Tire y empuje uno de los extremos del acoplamientos como se muestra arriba. Observe lo que sucede al otro extremo del acoplamiento Movimiento Inverso Al tirar o empujar un extremo del acoplamiento, el otro extremo reacciona en dirección opuesta Acoplamiento Comprendiendo el Mecanismo El acoplamiento de movimiento inverso se...
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Página 11: Construcción Stem-Maker: Acoplamiento De Movimiento Paralelo
Acoplamientos y Enlaces Construcción STEM-Maker: Acoplamiento de Movimiento Paralelo Siga paso a paso las instrucciones gráficas para ensamblar y probar un acoplamiento de movimiento paralelo. Esta construcción muestra cómo se puede transferir el movimiento paralelo a través de un acoplamiento. - Página 12 Acoplamientos y Enlaces Componentes Conecte los Enlaces y las Juntas Componentes Conecte los Enlaces y las Juntas...
- Página 13 Acoplamientos y Enlaces Componentes Conecte las Guías Pruebe el Acoplamiento Acoplamient Instrucciones: Estructura de Soporte Tire y empuje un extremo del acoplamiento como se muestra arriba. Observe lo que sucede con el otro extremo del acoplamiento. Movimiento Paralelo Al tirar o empujar uno de los extremos del acoplamiento, el otro extremo reacciona en la misma dirección.
- Página 14 Acoplamientos y Enlaces Construcción STEM-Maker: Acoplamiento de Palanca Acodada de 90° Siga paso a paso las instrucciones gráficas para ensamblar y probar un acoplamiento de palanca acodada de 90°. Esta construcción muestra cómo puede cambiar el movimiento de 90° un enlace de forma geométrica.
- Página 15 Acoplamientos y Enlaces Componentes Conecte los Enlaces de Soporte Componentes Conecte los Enlaces y Juntas...
- Página 16 Acoplamientos y Enlaces Pruebe el Acoplamiento Acoplamiento Instrucciones: Estructura de Soporte Tire y empuje un extremo del acoplamiento como se muestra arriba. Observe lo que sucede con el otro extremo del acoplamiento. Movimiento de 90° Si se tira o empuja un extremo del acoplamiento, el otro extremo del se mueve 90°.
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Página 17: Engranajes Y Trenes De Engranajes
Driven Gear causa el giro. A medida que el engranaje conductor gira, el engranaje impulsado gira en la dirección opuesta. Construcción STEM-Maker: Tren de Engranajes Siga paso a paso las instrucciones gráficas para ensamblar un tren de engranajes. Componentes Arme la Estructura Base... - Página 18 Engranajes y Trenes de Engranajes Componentests Conecte el Modulo del Motor Puerto del Cable Módulo del Motor Componentes Conecte el Módulo de Rodamiento...
- Página 19 Engranajes y Trenes de Engranajes Componentes Arme el Engranaje Conductor Componentes Arme el Engranaje Impulsado...
- Página 20 Engranajes y Trenes de Engranajes Conecte el Engranaje Conductor al Módulo del Motor Conecte el Engranaje Impulsado al Módulo de Rodamiento...
- Página 21 Engranajes y Trenes de Engranajes Conecte los Ganchos Componentes Componentes Conecte el Marker ROK-Bot Instrucciones 1. Conecte un extremo del cable conector al puerto A/B en el Maker ROK-Bot. 2. Conecte el otro extremo del cable conector en el módulo del motor. 3.
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Página 22: Engranajes Conductores E Impulsados
Engranajes y Trenes de Engranajes Engranajes Conductores e Impulsados En un tren de engranajes, el engranaje que está conectado directamente a la fuente de alimentación o el motor de rodamiento se llama Engranaje Conductor. El engranaje impulsado por el engranaje del conductor se conoce como Engranaje Impulsado. -
Página 23: Relación De Engranajes: Aumento De La Torsión Mecánica
Engranajes y Trenes de Engranajes Relación de Engranajes: Aumento de la Torsión Mecánica Cuando un tren de engranajes incluye engranajes de diferentes tamaños, el engranaje más pequeño girará más rápido que el engranaje más grande. La diferencia entre las dos velocidades se llama relación de rotación. -
Página 24: Otros Métodos Para Determinar La Relación De Engranajes
Engranajes y Trenes de Engranajes Otros Métodos para Determinar la Relación de Engranajes Otra forma de determinar la relación de engranajes es observar cuántas revoluciones completas dan ambos engranajes para alcanzar el centro muerto (TDC) al mismo tiempo. La fórmula para este método es: Relación de Engranaje = Revoluciones del Engranaje Conductor al TDC ÷... -
Página 25: Determinar La Velocidad
Engranajes y Trenes de Engranajes Determinar la Velocidad Una de las principales razones por las que los trenes de engranajes se usan en sistemas mecánicos y robóticos es reducir o aumentar la velocidad. Al tener engranajes más grandes y más pequeños en un sistema, es fácil ralentizar o acelerar un diseño. Para determinar la velocidad de salida de un engranaje impulsado, use la siguiente fórmula: Velocidad de Salida = Velocidad de Entrada ÷... -
Página 26: Incrementar La Velocidad
Engranajes y Trenes de Engranajes Incrementar la Velocidad En el ejemplo anterior, un engranaje pequeño conducía un engranaje más grande para producir una mayor torsión mecánica. Para demostrar cómo aumentar la velocidad con un tren de engranajes, cambie el módulo del motor y módulo de rodamiento en el tren de engranajes como se muestra a continuación: El engranaje más grande ahora está... -
Página 27: Relación De Rotación: Aumento De La Velocidad
Engranajes y Trenes de Engranajes Relación de Rotación: Aumento de la Velocidad Dado que la rueda más grande ahora es el engranaje conductor, la relación de rotación ahora ha cambiado. Vamos a trabajar en los siguientes ejercicios para determinar la relación de rotación y la velocidad del tren de engranajes. -
Página 28: Calcular El Incremento De Velocidad
Engranajes y Trenes de Engranajes Calcular el Incremento de Velocidad Use la siguiente fórmula para determinar la velocidad (RPM) del engranaje conductor e impulsado. Velocidad de Salida = Velocidad de Entrada ÷ Relación de Rotación Determining Output Speed Instrucciones 1. Ajuste los engranajes para que el gancho del engranaje conductor queden en el punto muerto superior. -
Página 29: Leva, Carros Y Seguidores De Levas
Leva, Carros y Seguidores de Levas Leva Una leva es un objeto generalmente con forma redonda o Seguidor en forma de pera, que gira en un eje fijo. Cuando el eje gira, Carro la leva da vuelta. Las levas se utilizan en una variedad de sistemas mecánicos, incluyendo juguetes y motores para convertir el movimiento giratorio en movimiento de vaivén. -
Página 30: Construcción Stem-Maker: Leva Desplazada
Leva, Carros y Seguidores de Levas Construcción STEM-Maker: Leva Desplazada Siga paso a paso las instrucciones gráficas para ensamblar y probar una leva desplazada. Componentes Arme la Estructura Base Componentes Conecte el Módulo del Motor Puerto del Cable Módulo del Motor... - Página 31 Leva, Carros y Seguidores de Levas Componentes Arme la Leva Conecte la Leva al Módulo del Motor...
- Página 32 Leva, Carros y Seguidores de Levas Componentes Conecte el Soporte Frontal (Desplazado) Componentes Conecte los Soportes Superiores...
- Página 33 Leva, Carros y Seguidores de Levas Componentes Conecte los Soportes Verticales Componentes Conecte el Carro de Levas...
- Página 34 Leva, Carros y Seguidores de Levas Componentes Arme el Seguidor de Levas Componentes Conecte el Maker ROK-Bot Instrucciones 1. Conecte un extremo del cable conector al puerto A/B del Maker ROK-Bot. 2. Conecte el otro extremo del cable conector en el módulo del motor. 3.
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Página 35: Distancia De Elevación
2. Mantenga presionado el botón A en el Controlador ROK-Star. 3. Cuente la cantidad de bloques que se eleva el seguidor cuando gira la leva. 4. Cada bloque de Kid Spark mide 2 cm de alto. 5. Determine la distancia de elevación y anótela en espacio proporcionado. - Página 36 2. Mantenga presionado el botón A en el Controlador ROK-Star. 3. Cuente la cantidad de bloques que se eleva el seguidor cuando gira la leva. 4. Cada bloque de Kid Spark mide 2 cm de alto. 5. Determine la distancia de elevación y anótela en espacio proporcionado.