Mecanismos De Cuatro Barras

DEPARTAMENTO DE INGIENIERIA MECANICA UNIVERSIDAD DE ANTOFAGASTA

MECANISMOS DE CUATRO BARRAS MECANICA DE MAQUINAS Andrine Dann Godoy Diaz | Profesor: Víctor Vergara | mayo de 2018

Introducción A continuación, se presentarán los conceptos básicos de los mecanismos de barras. Se verán los mecanismos de cuatro trabajados en clase, con su respectivo análisis cinemático, polígonos de velocidad y aceleración y gráficos correspondientes, mediante software SAM mecanismos y cálculos realizados por el estudiante.

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Marco Teórico En ingeniería

mecánica un mecanismo

de

cuatro

barras o cuadrilátero

articulado es un mecanismo formado por tres barras móviles y una cuarta barra fija (por ejemplo, el suelo), unidas mediante nudos articulados (unión de revoluta o pivotes). Las barras móviles están unidas a la fija mediante pivotes.

Ley de Grashof

La Ley de Grashof es una fórmula utilizada para analizar el tipo de movimiento que hará el mecanismo de cuatro barras: para que exista un movimiento continuo entre las barras, la suma de la barra más corta y la barra más larga no puede ser mayor que la suma de las barras restantes.

S+L≤P+Q

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Análisis cinemático del mecanismo de cuatro barras

Una vez que el diseño (síntesis) de un mecanismo ha sido realizado, este debe ser analizado. El objetivo del análisis cinemático es determinar las posiciones, velocidades y aceleraciones de todas las partes en movimiento en un mecanismo. Se necesitan conocer las aceleraciones lineales y angulares. Para calcular dichas aceleraciones, debemos hallar antes las velocidades lineales y angulares. Y antes de calcular velocidades se calculan primero las posiciones lineales y angulares. Todo el proceso anterior se realiza para pequeños incrementos de valor de las variables de entradas (es decir de los grados de libertad). Si la entrada es un ángulo θ, el incremento puede ser de 1° cada vez. Si la entrada es una distancia x, el incremento puede ser de 1 mm (esto es a juicio del ingeniero) cada vez. Todos los cálculos deben ser hechos con el apoyo de un programa de computadora, debido a la necesidad de resolver una gran cantidad de ecuaciones, un número considerable de veces (por ejemplo, cuando θ es dada, se pueden hacer 360 veces el cálculo).

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DESARROLLO EJERCICOS EN CLASE

A continuación, se presentaran diversos mecanismos de cuatro barras y en cada uno de ellos re realizara un análisis cinemático, entregando todos los factores de importancia para comprender su funcionamiento.

Figura 1: Desarrollo en software SAM mecanismos:

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Realizando una gráfica de la velocidad en el extremo 6 queda de la siguiente forma:

Luego, realizando un gráfico de velocidades y aceleraciones en los ejes x e y en el punto 6 se observa lo siguiente:

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Figura 2:

Desarrollo en Software Sam mecanismos:

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Realizando una gráfica de aceleración y velocidad angular en la barra 5-6 se obtiene:

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Figura 3:

Desarrollo en Software SAM mecanismos

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Realizando un gráfico de aceleraciones y velocidades en los ejes x e y en el punto 3 se obtiene:

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Figura 4:

Desarrollando en Software SAM mecanismos:

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Realizando un gráfico de aceleraciones y velocidades en los ejes x e y en el punto 1 se obtiene:

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Figura 5:

Desarrollando en Software SAM mecanismos:

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Realizando un gráfico de aceleraciones y velocidades en el eje y en el punto 1 se obtiene:

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Figura 5:

Desarrollo en Software SAM Mecanismos:}

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Luego se mostrará la velocidad y aceleración en el punto de aplicación (rueda), lo cual queda de la siguiente forma:

Se

Se muestra, velocidad y aceleración, línea roja y rosada respectivamente, en el punto de aplicación en la rueda.

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POLÍGONOS DE VELOCIDADES Y ACELERACIONES

Figura 1.

Para comenzar a elaborar el diseño en SAM mecanismos hay que identificar las coordenadas de cada uno de los nodos de la figura, lo cual se realizara midiendo con los respectivos ángulos y distancias entre nodos, se obtuvo lo siguiente: 02: (0;0) A: (31.06;115.91) B: (68.40;187.93) C: (205.294;74.231) 04: (80;0) (UNIDADES EN MILIMETROS) Del Software se obtiene lo siguiente:

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Velocidades Figura 1:

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Gráficamente quedo, de la siguiente forma, la línea roja indica la velocidad del punto A, la línea de color azul pertenece al punto C, y la línea rosada al punto B, donde sus valores numéricos son los siguientes:

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Luego se procede a comparar resultados con el polígono de velocidades, el cual es el siguiente:

Como se puede apreciar los valores son muy cercanos, ya que puede existir un porcentaje de error en los valores.

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Aceleraciones Figura 1:

A continuación se muestran las aceleración en los puntos A , B y C en las líneas roja, rosada y azul respectivamente.

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Luego se procede a comparar resultados con el polígono de aceleraciones, el cual es el siguiente:

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Figura 2:

Esta figura se realizará mediante el método de AutoCAD, ingresando un archivo dxf. al software Sam, lo cual queda de la siguiente forma:

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Velocidades Figura 2:

En la grafica se aprecia las velocidades en los puntos A, B y P, donde pertenecen a las líneas Roja, Rosada y Azul respectivamente. A continuación, se procederá a comparar resultados con el polígono de velocidades de la figura.

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Aceleraciones Figura 2:

A continuación, se aprecian las aceleraciones en los puntos A, B y P en las líneas roja, rosada y azul respectivamente. Luego se procede a comparar con el polígono de aceleración de la figura.

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Figura 3:

Esta figura se realizará mediante el método de AutoCAD, ingresando un archivo dxf. al software Sam, lo cual queda de la siguiente forma:

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Velocidades Figura 3:

A continuación, se aprecia las velocidades en A, B, C y D en las líneas roja, rosada, azul y negra respectivamente. Luego se comparará con el polígono de velocidad de la figura.

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Aceleraciones Figura 3:

A continuación, se aprecia las aceleraciones en A, B, C y D en las líneas roja, rosada, azul y negra respectivamente. Luego se comparará con el polígono de aceleración de la figura.

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Figura 4:

Esta figura se realizará mediante el método de AutoCAD, ingresando un archivo dxf. al software Sam, lo cual queda de la siguiente forma:

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Velocidades Figura 4:

A continuación, se aprecian las velocidades de los puntos A y B en las líneas Rojas y Rosada respectivamente. Luego se comparará con el polígono de velocidades de la figura.

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Aceleraciones Figura 4:

A continuación, se aprecian las aceleraciones de los puntos A y B en las líneas Rojas y Rosada respectivamente. Luego se comparará con el polígono de aceleración de la figura.

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Figura 5:

Esta figura se realizará mediante el método de AutoCAD, ingresando un archivo dxf. al software Sam, lo cual queda de la siguiente forma:

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Velocidades Figura 5:

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Aceleraciones Figura 5:

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