Cl2 Cinematica de Mecanismos

CINEMÁTICA DE MECANISMO

Ing. Guillermo Coz G.

Condición de Grashof :Se ha mostrado antes que el eslabonamiento de 4 barras es el mecanismo articulado mas simple posible para movimiento controlado de 1GDL, también aparece en diversas facetas como un dispositivo manivela-corredera y de leva seguidor. Es de hecho, el dispositivo mas común utilizado en maquinas, también es extremadamente versátil en función de los tipos de movimiento que puede generar.La condición de Grashof es una relación muy simple que pronostica el comportamiento de las inversiones de un eslabonamiento de 4 barras con base solo a las longitudes de los eslabones

Cinemática de Mecanismos


Sean :S=longitud del eslabón mas cortoL=longitud del eslabón mas largoP=longitud de un eslabón restanteQ=longitud del otro eslabón restante.

Luego si:S + L <= P + Q


Caso 1 : S + L < P + Q Si se fija uno u otro eslabón adyacente al mas corto, se obtiene una manivela-balancín, en el cual el eslabón mas corto girara completamente y oscilara el otro eslabón pivota a la fijación.Si se fija el eslabón mas corto se lograra una doble manivela.Si se fija el eslabón opuesto al mas corto, se obtendrá un doble-balancín de grashof y solo el acoplador realizara un revolución completa.


Caso 2 : S + L > P + QTodas las inversiones serán doble balancines, en la cual ningún eslabón puede girar completamente.Caso 3 : S + L = P + QDesignamos esto como caso especial de grashof, todas las inversiones serán dobles manivelas o dobles balancines, pero tendrán punto de cambio 2 veces por revolución de la manivela de entrada.


Resortes como eslabonamiento:

En muchos mecanismos y maquinas, es necesario equilibrar las cargas estáticas aplicadas al dispositivo.

Ej: lámpara de escritorio de brazo ajustable, si esta bien diseñado y construido, permanecerá estable en una variedad bastante amplia de posiciones, logrado por la configuración geométrica de las relaciones entre resorte y eslabón. De modo que cuando la fuerza del resorte por el incremento de la longitud, su brazo de momento también varia de manera que equilibra el momento cambiante de la cabeza de la lámpara.


Ejemplo 1: Calcular el GDL de


Ejemplo 2: calcular el GDL


Ejemplo 3: Calcular el GDL

1er trabajo

Dibujar un mecanismo a escala de cualquier realidad.El mecanismo de movimiento de la capota de un auto.El mecanismo mecánico de levantamiento de un carro.Una mesilla de planchar plegadizaUn mecanismo limpia parabrisas El mecanismo de levantamiento de la puerta de cochera.El mecanismo de una bicicleta.Una rueda de molino de viento, Mecanismo de movimiento de la pala de un tractor.Mecanismo de un encroche de un embriage por fricción, etc.

Cinemática de MecanismosProcesos para generación de un mecanismo 1. Generación de función:Se define como la correlación de un movimiento de entrada con un movimiento de salida en un mecanismo. Un generador de funciones es conceptualmente una caja negra que suministra una salida predecible, en respuesta a una entrada conocida.

Cinemática de Mecanismos2. Generación de trayectoria:Se define como el control de un punto en el plano tal que siga alguna trayectoria prescrita. Esto se logra por lo menos con 4 barras, en donde un punto en el acoplador describe la trayectoria deseada.

Cinemática de Mecanismos3. Generación de movimiento:Se define como el control de una línea en el plano, tal que asume algún conjunto prescrito de posiciones secuenciales, aquí es importante la orientación del eslabón que contiene la línea. Este es una problema mas general de la generación de trayectoria.

Cinemática de MecanismosCondición limite:Las técnicas de síntesis dimensional, grafica y manual son medios para obtener soluciones de ensayo para un problema de control de movimiento. Una vez que se halla una solución potencial se debe evaluar según su calidad. Hay muchos criterio que pueden aplicarse, pero por lo común no se puede gastar mucho tiempo en analizar en gran detalle. Se puede hacer una evaluación simple y rápida.

Cinemática de MecanismosAgarrotamiento:Se necesita comprobar que el eslabón puede, en realidad alcanzar todas las posiciones de diseño especificas, sin encontrar una posición limite o de agarrotamiento (toggle). Los métodos de síntesis de eslabonamientos con frecuencia solo permiten que se obtengan las posiciones particulares especificas. No dicen nada acerca del comportamiento del eslabón entre esas posiciones. En el grafico adjunto mostramos un sistema No-grashof, mostramos las posiciones CD y posiciones de agarrotamiento C1D1, C2D2 determinadas por la colinealidad de dos de los eslabones móviles. Para un sistema de 4 barras se forman triángulos.

Cinemática de MecanismosTambién tenemos eslabonamientos con posición limite por ej: la puerta trasera de una camioneta.

Cinemática de MecanismosAngulo de transmisión:Otra prueba útil que puede ser aplicada muy rápidamente a un diseño de eslabonamiento para juzgar su calidad, es la medida de su ángulo de trasmisión, esto puede mostrarse analíticamente o gráficamente. Generalmente se toma el valor absoluto del ángulo del par de ángulos formados en la intersección de los dos eslabones, y varia continuamente desde un valor máximo hasta uno mínimo a medida que el eslabón pasa por un intervalo de movimiento. La mayoría de maquinas mantienen un ángulo de trasmisión mínimo aproximadamente arriba de 35°, con el fin de mantener un movimiento suave y adecuada trasmisión de fuerza.

Cinemática de MecanismosSíntesis dimensional :La síntesis dimensional de un eslabonamiento es la determinación de las dimensiones de los eslabones necesarios para efectuar los movimientos deseados. Hay muchas técnicas para realizar esta tarea de síntesis dimensional de un eslabonamiento de cuatro barras la mas usada es la grafica, funciona bien hasta 3 posiciones mas de esto es necesario un enfoque analítico numérico.a) Síntesis de 2 posiciones :Se divide en dos categorías salida de balancín (rotación pura) y salida de acoplador (movimiento complejo).

Cinemática de MecanismosSalida de balancín 2 posiciones con desplazamiento angularEj: Diseñe una manivela-balancín de grashof de cuatro barras para dar un giro de 45° de balancín, con igual tiempo hacia adelante y hacia atrás, a partir de un motor de velocidad constante.

Cinemática de MecanismosSalida de balancines dos posiciones con desplazamiento complejo.Ej: Diseñe un eslabonamiento de cuatro barras manibela-balancin para mover un eslabón CD de la C1D1 a la posición C2D2.

Cinemática de MecanismosSalida de acoplador 2 posiciones con desplazamiento complejo:Diseñe un eslabonamiento de cuatro barras que desplace el eslabón CD que se ilustra, de la posiciones C1D1 A C2D2 con pivote móviles en C y D

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