MECANISMOS ARTICULADOS
CONCEPTOS GENERALES DE INGENIERIA
1)MAQUINA MECANICA :
CONJUNTO DE COMPONENTES MECANICOS ORGANIZADOS FISICA Y FUNCIONALMENTE PARA CONSUMIR ENERGIA ENTREGADA CON LAS CARACTERISTICAS EXTERNAS DE LA PLANTA MOTRIZ Y ENTREGAR TRABAJO MECANICO CON LAS CARACTERISTICAS CINEMATICAS Y DINAMICAS REQUERIDAS PARA EL CUMPLIMIENTO DE LA NECESIDAD TECNICA QUE LE DIO ORIGEN.
2)MECANISMO
CONJUNTO DE COMPONENTES MECANICOS ORGANIZADOS PARA TRANSFERIR Y TRANSFORMAR MOVIMIENTOS DESDE UN COMPONENTE DE ENTRADA HASTA UNO DE SALIDA EN EL QUE SE OBTENGAN LAS CARACTERISTICAS CINEMATICAS REQUERIDAS (EN GENERAL DISTINTAS DE LAS DE ENTRADA.)
ESQUEMA TIPICO DE MAQUINA MECANICA
FISICA MECANICA – GEOMETRIA
CONCEPTOS DE DINAMICA (CINEMATICA + CINETICA)
3)CADENA CINEMATICA
CONJUNTO ARTICULADO DE CUERPOS CON MOVIMIENTOS RELATIVOS POSIBLES ENTRE ELLOS.
Puede ser : ESTRUCTURA – PRETENSADO – MECANISMO
4)MECANISMO ARTICULADO
CADENA CINEMATICA EN LA QUE AL MENOS UNO DE SUS ESLABONES ESTA FIJO A UN SISTEMA DE REFERENCIA Y POR LO MENOS DOS DE LOS OTROS PUEDEN MOVERSE RELATIVAMENTE ENTRE SI.
PUEDEN DESCRIBIR MOVIMIENTOS PLANOS O TRIDIMENSIONALES.
LA 4) ES UNA DEFINICION TEORICA y CONDICION NECESARIA DE LA 2) QUE ES UNA DEFINICION PRACTICA DE INGENIERIA.
SOLO ANALIZAREMOS MECANISMOS PLANOS CERRADOS
Ejemplo de mecanismo como sistema de control: Regulador de Watt
EJEMPLOS DE MECANISMOS ARTICULADOS PLANOS Tenaza dual con accionamiento a cremallera lineal neumática
Mecanismo articulado Mando Flap (patente Boeing, año 1974) de 11 barras rígidas , 13 barras totales y 1 grados de libertad
Accionamiento limadora mecánica
6 barras – 1 grado de libertad
COMPONENTES DE LOS MECANISMOS ARTICULADOS
ESLABONES: Cada cuerpo (o figura plana) componente de una cadena cinemática. También se los llama “barras”.
a) Tienen al menos dos nodos fijos (en la barra) de articulación.
b) Se los considera rígidos para el diseño y el análisis cinemático y dinámico del mecanismo articulado.
Clasificación: Eslabón – binario con dos nodos
– ternario con tres nodos
– cuaternario con cuatro nodos…..
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JUNTA: Es el dispositivo de articulación entre dos eslabones.
También se las llama Pares Cinemáticos.
CLASIFICACION DE JUNTAS
— De acuerdo al TIPO DE CONTACTO entre sus componentes
Par cinemático inferior si el contacto es entre superficies (coliza tridimensional)
Par cinemático superior si el contacto es entre líneas o puntos
(esfera apoyada en una superficie plana)
— De acuerdo con el TIPO DE MAGNITUD que genera el vinculo
Junta de Forma por acción de un vinculo geométrico (pasador)
Junta de Fuerza el vinculo necesita una fuerza para establecerse
(el punto de apoyo de una esfera sobre un plano es un vinculo
solo si hay gravedad)
— De acuerdo con el NUMERO DE ESLABONES que conecta: Se
dice que el “orden” de una junta es el número de eslabones que
conecta menos uno. (conecta dos eslabones > 1er. Orden)
— De acuerdo con el NUMERO DE GRADOS DE LIBERTAD que
permite entre los eslabones que une.
GRADOS DE LIBERTAD: Genéricamente es el número de parámetros independientes necesarios para definir unívocamente la posición en el espacio del sistema considerado.
-Sólido Aislado :…………..
-Mecanismo articulado : entradas independientes (o coordenadas
geométricas de posición de la(s) barra(s)) necesarias para
determinar la posición de todos las barras del mecanismo respecto del sistema de referencia adoptado.
-Junta: movimientos de uno de los eslabones respecto del otro adyacente supuesto fijo, permitidos por la junta que los une.
CLASIFICACION DE JUNTAS según N° de GDL:
Junta Completa es la que permite un solo grado de libertad.
Semijunta es la que permite dos grados de libertad.
Existen juntas que admiten mas grados de libertad solo en
mecanismos espaciales
Todo vinculo plano equivale conceptualmente a una junta rotoide o a un mecanismo de eslabones vinculados únicamente por juntas rotoides
a
dientes y rodamiento con deslizamiento entre poleas del diámetro primitivo)
MECANISMO PLANO
NUMERO DE GRADOS
DE LIBERTAD DEL
Formula de Gluebert
Generalizada (Kutzbach)
Nº GRADOS DE LIBERTAD =
= 3 * ( N -1) – 2 * F1 – F2
N = número de eslabones
F1 = número de articulaciones completas
F2 = número de semijuntas
Mecanismo Estructura Pretensado – Hiperestatico
Nº GL = 1 Nº GL = 0 Nº GL = -1
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-En el proyecto de mecanismos se busca el menor Nº de grados de
libertad posibles que permitan el movimiento requerido.
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– Se estudiarán los mecanismos planos a partir del de 4 eslabones cerrado (y su derivado: 5 barras con condición cinemática entre dos de ellas)
– Mecanismos simple (1 grado de libertad), dúctil, con diversas aplicaciones,
involucra un número bajo de variables y sirve como unidad de análisis de
mecanismos de mayor N° de eslabones
CINEMATICA ELEMENTAL
POSICION DE UN PUNTO
Define la localización del punto en el plano referido al sistema de
coordenadas “fijo” adoptado.
Expresión en forma polar, corresponde al vértice (a) de un
vector de origen coincidente con el centro de coordenadas
Ra = |Ra| * ej?
Expresión en forma trigonométrica cartesiana
Ra = |Ra| * cos ? + j * |Ra| * sen ?
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MOVIMIENTO – DESPLAZAMIENTO DE UN PUNTO
Desplazamiento es el cambio de posición de un punto respecto al sistema
de referencia elegido.
Desplazamiento es el mínimo movimiento entre dos posiciones. ? la
trayectoria es una recta
Desplazamiento no es movimiento.
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