Introducción a la Síntesis dimensional de mecanismos por método gráfico
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SĂntesis de Mecanismos DiseĂąo del Mecanismo para obtener un movimento especificado.
• Sintesis dimensional Determina las proporciones (longitudes) de los eslabones del mecanismo, necesarios para lograr los movimientos deseados
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Sintesis de Mecanismos SĂntesis de tipo Se refiere a la definiciĂłn del tipo apropiado de mecanismo mĂĄs adecuado para el problema. 4-Bar
Nosotros asumiremos que ya fueron elegidos los tipos. 3
Condiciones límite– Mecanismo de 4 Barras Agarrotamiento (o Configuración estacionaria) Una prueba importante que se debe aplicar. Después de sintetizar una solución: debe revisarse ésta situación: ya sea con modelos de cartón o con CAE. Es necesario verificar que el eslabonamiento alcanza todas la posiciones de diseño Revisar las colinealidades Es importante comprender que una condición de agarrotamiento sólo es indeseable si evita que el eslabonamiento pase de una 4posición a otra.
Angulo de transmisión Otra prueba útil que se puede aplicar Se da entre el eslabón 3 y 4
= F34sin(µ) x (O4D)
Es una medida de la calidad de transmisión de fuerza y velocidad en la junta
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Angulo de transmisión mínimo Este ocurre cuando el eslabón 2 empieza a ser colineal con el 1
Max. transmission angle
µ
Min. transmission angle
Se recomienda mantener este ángulo por encima de los 40º, para prover un movimiento suave y adecuada transmisión de fuerza
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Síntesis de mecanismos Síntesis dimensional Los métodos más simples y rápidos son los gráficos (hasta tres posiciones). Más allá de este número se require métodos numéricos.
La síntesis de dos posiciones se divide en dos categorías: 1 salida de balancín (rotación pura) 2 salida de acoplador (movimiento complejo)
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Mecanismo para generar movimiento Dos posiciones, el acoplador como la salida 1.
Se tiene el acoplador AB en las dos posiciones deseadas, A1B1 y A2B2
2.
Conecte A1 a A2 y B1 a B2.
3.
Dibuje dos líneas, una perpendicular a la mediatriz A1 A2 y la otra a la B1B2 Los pivotes puede fijarlos en cualquier punto conveniente a lo largo de éstas líneas azules
4.
5.
Ya tiene la longitud de cada eslabón O2A = Eslabón 2, AB = eslabón 3, O4B = eslabón 4 y O2 O4 = eslabón 1
B1 A2
A1
B2 O2 O4
Habrá que verificar Grashof, y repetir el paso 4 si no está satisfecho. Construir un modelo en cartón o en CAE, para asegurarse que pueda pasar de la posición inicial a la final sin encontrar posiciones límite (agarrotamiento). Verifique también los8ángulos de transmisión.
Tres posiciones, el acoplador como la salida Mismo procedimiento que el de dos posciones 1.
Tenemos el acoplador AB en las tres posiciones deseadas
A2 B1
A1 2.
3.
4.
Dibuje normales a las mediarices de A1A2 y A2A3, la intersección fijará el punto de pivote O2. Lo mismo con el punto B para obtener O4. Revise la precisión del mecanismo. La condición deGrashof y el ángulo de transmisión
A3
O2 B2
B3
Si es necesario o se desea,
cambie la segunda posición del acoplador AB, Esto para variar la localización de los puntos fijos
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O4
Adición de una díada motriz (cadena de dos barras). Para controlar los extremos de diseño del movimiento del mecanismo 1. 2. 3. 4.
5.
6.
Se tiene las 4 barras en las 2 posiciones deseadas Seleccione un punto C en el eslabón 2 A1 Extienda una línea que 2 6 conecte a C1 con C2 O6 5 C1 Sobre esta línea localice D2 el lugar para el tercer O2 pivote, O6. Ahora, dibuje un circulo de radio C1C2 / 2.
B1 3
A2
B2 4
C2
O4
Este radio es la longitud del sexto eslabón Mida O6D = Eslabón 6, DC = Eslabón 5
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Esto es un mecanismo de 6 barras, de Watt B1 A
A1 2
O2
3
D
5
B
4
C O4 6
O6
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Aplicaci贸n en 2 posiciones para un mecanismo de 4 barras
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Aplicaci贸n en 3 posiciones para un mecanismo de 6 barras
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Dos posiciones Grashof 4-Barras con balancín en la salida 1. 2.
Se tiene el “soporte” CD en dos posiciones deseadas, C1D1 y C2D2 Se conecta C1 a C2 y D1 a D2 , y en sus mediatrices se dibujan perpendiculares .
3.
La intersección de estas perpendiculares fijará el punto para el pivote O4.
4.
Seleccione un punto B1 en la barra O4C1 y localice B2, ,así O4B1= O4B2
5.
Conecte B1 a B2 y extienda. Seleccione una localización en esta línea para fijar el pivote O2.
6.
Dibuje un círculo con radio B1 B2 / 2, el punto A es la intersección del círculo con la extensión de B1 B2
D1 C2
C1
O2
A2
B1
O4
7.
D2
B2
O2A = B1B2 / 2
Mida la longitud de todos los eslabones, O2A = eslabón 2, AB = eslabón 3, O4CD = eslabón 4 y O2 O4 = eslabón 1
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2 posiciones para un mecanismo de 4 barras con salida de balancín D1 C2
C1
O2
B2
A2
D2
O4 Construir un modelo en cartón o en CAE, para asegurarse su funcionamiento. Verifique también los ángulos de transmisión.
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2 posiciones para un mecanismo de 4 barras con salida de balancĂn
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Ejercicios
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Tres posiciones con los pivotes especificados y el acoplador como la salida O’4 1.
2.
3.
Se tiene el eslabón CD en las tres posiciones deseadas, C1D1, C2D2 y C3D3 y los pivotes localizados O2 y O4. Dibuja un arco desde C1 con radio O2C2 y otro arco desde D1 con radio O2D2. Localice en la ntersección a O’2.
O’2 C2
D2 D3
D1 C1
C3 O2 O’4
O’2
Dibuja un arco desde C1 con radio O4C2 y otro arco desde D1 con radio O4D2.
Localice la interseccion, O’4.
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O4
Tres posiciones con los pivotes especificados y el acoplador como la salida (continuación) 4.
5.
Dibuje un arco desde C1 con radio O2C3 y otro arco desde D1 con radio O2D3. Localice la intersección, O”2. Dibuje un arco desde C1 con radio O4C3 y otro arco desde D1 con radio O4D3. Localice la intersección, O”4.
O”4
C2
D2 D1
O”2
D3
C1
C3
O”2
O2 O”4
O’4
O’2
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O4
Tres posiciones con los pivotes especificados y el acoplador como la salida (continuación) O” 4
6.
7.
8.
O” 2
Conecte O2 a O’2 y O’2 to O”2 . Dibuje dos normales a las bisectrices y localice la intersección, G. Conecte O4 a O”4 y O”4 a O’4 . Dibuje dos normales a las bisectrices y localice la intersección, H. O2G será el eslabón 2 y O4H será el eslabón 4.
9.
Construya un eslabón (el 3) conteniendo a GH y CD.
10.
Verifique la solución
O’4 C2 D1 O’2
C1
D2 H D3
G O2
C3 O4
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Tres posiciones con los pivotes especificados y el acoplador como la salida
C2 D1 C1
D2 H D3
G O2
C3 O4
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Tres posiciones con los pivotes especificados y el acoplador como la salida
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Mecanismos de retorno rápido 4 darras manivela balancín Carrera de avance – mecanismo opera bajo carga. Movimiento de retorno – mecanismo opera sin carga. Q = tiempo de avance / tiempo de retorno Q>1
mecanismo de retorno rápido
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Mecanismo de retorno rápido Considere la posibilidad de alternar las dos posiciones de un mecanismo de biela-balancín. C
B1
B2
r2 r3–
4
3 2
A2
A1
O2
O4
Localizar el punto C que satisfaga las dos condiciones siguientes ;
1) C está en la extensión de la línea A2B2. 2) O2C = O2B1 = r2 + r3
B2C = r2 +r3 - (r3 – r2) = 2r2 24
C
B1
B2
α 2
A2
4
3
A1
O2 180 – α, Movimiento de retorno
O4
Q = avance / retorno = (180 + α) / (180 – α), Razón de tiempo
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Síntesis de un mecanismo de retorno rápido Conocido o seleccionado;
ángulo del balancín, φ la longitud del balancín, r4 la razón de tiempos, Q 1.
Determine; r1, r2, r3
B1
Seleccione la ubicación para el
B2
pivote fijo , O4. 2. 3.
Dibujar las dos posiciones del balancín, conociendo r4 φ. Calcule el angulo de la razón de tiempos Q = (180 + α) / (180 – α)
4.
Construya un línea arbitraria XX’ a través del punto B1.
5.
Construya otra línea YY’ a través del punto B2 y haciento el ángulo α con XX’. La intersección de XX’ y YY’ es el otro pivote fijo, O2
6.
Y’
X’
φ
α
O4
O2 X
Y
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Síntesis de un mecanismo de retorno rápido (continuación) 7. 8. 9.
Localice el punto C en YY’ haciendo O2C = O2 B1.
C
Y’
Mida la longitud B2 C, eslabón 2 = r2 = (B2 C) /2
2r2
Calcule la longitud del eslabón 3, AB = r3 = O2 B1 – r2
B2
X’
B
O4
A1
O2 X A
A2 O4
O2 10.
B1
r2
Y
Verificar el movimiento del mecanismo y el ángulo de transmisión mínima.
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