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• Robin Chiluisa

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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS – ESPE DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGÍA Y MECÁNICA MECANISMOS Introducción Para los siguientes mecanismos dibuje su diagrama cinemático o de esqueleto y calcule su movilidad. A

B

C

  A O

C

B D

B

A

O A

A

C O A

B

A A

B O

B

C

C D

C B

A

B

A

O

B

B

O

C

A

A D E F

O

A

B C

En la estación de bombeo de crudo y compuerta de carga de un avión mostradas en la figura determine la categoría de Grashof de dichos mecanismos. Dibuje adicionalmente su diagrama cinemático.  

1302

2032

Estación de bombeo de petróleo

1206 1930

357 305

70,9

176,5

Compuerta de carga de una aeronave

232,9

232,9 243,1

232,9

Las dimensiones estan dadas en mm.

UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS – ESPE DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGÍA Y MECÁNICA MECANISMOS ANÁLISIS CINEMÁTICO DE MECANISMOS PLANOS 1. En el mecanismo mostrado en la figura, el eslabón OA rota en sentido antihorario con una velocidad angular constante de 1200 rpm. El eslabón AB se desliza a través del collar pivotado en C. (a) Para el instante mostrado en la figura en el cual   40 , realícese el análisis cinemático completo del mecanismo. (b) Efectúese un análisis de ciclo completo del mecanismo, suponiendo que el eslabón motriz empieza su rotación en   30 . Corrobórese el análisis de posición con un estudio gráfico de 10 posiciones y grafíquese todas las variables cinemáticas incógnita contra la variable de entrada de movimiento. El eslabón AB tiene una longitud total de 500 mm. A 100 mm θ

C

O

200 mm

B

2. En el mecanismo mostrado en la figura la oscilación angular del eslabón ranurado AD se logra a través de la rotación completa del eslabón manivela OA, el cual rota en sentido horario con una velocidad angular constante de 950 rpm. (a) Para el instante mostrado en la figura en el cual   60 , realícese el análisis cinemático completo del mecanismo. (b) Efectúese un análisis de ciclo completo del mecanismo, suponiendo que el eslabón motriz empieza su rotación en   90 . Corrobórese el análisis de posición con un estudio gráfico de 10 posiciones y grafíquese todas las variables cinemáticas incógnitas contra la variable de entrada de movimiento. Considérese las siguientes dimensiones AC = 180 mm, AD = 600 mm. A 125 mm C

B

θ

β

O D 450 mm

3. La manivela OA del mecanismo de 4 barras rota a una velocidad angular constante antihoraria de 650 rpm. (a) Para el instante mostrado en la figura donde   30 , realícese el análisis cinemático completo del mecanismo. (b) Efectúese un análisis de ciclo completo del mecanismo, suponiendo que el eslabón motriz empieza su rotación en   0 . Corrobórese el análisis de posición con un estudio gráfico de 10 posiciones y grafíquese todas las variables cinemáticas incógnitas contra la variable de entrada de movimiento. B

240 mm A

200 mm

θ

O 70 mm C OA = 80 mm 190 mm

4. En la figura adjunta se muestra un mecanismo triturador de rocas. La manivela OB gira a una velocidad angular horaria constante de 1300 rpm. Cuando B está en la parte más baja de su círculo, D y E están sobre una línea horizontal junto con F y las líneas BD y AE son verticales. Las dimensiones del mecanismo son OB  100 mm , BD  750 mm y AE  ED  DF  375 mm. (a) Para el instante mostrado en la figura en el cual   60 , realícese el análisis cinemático completo del mecanismo. (b) Efectúese un análisis de ciclo completo del mecanismo, suponiendo que el eslabón motriz empieza su rotación en   0 . Corrobórese el análisis de posición con un estudio gráfico de 10 posiciones y grafíquese todas las variables cinemáticas incógnitas contra la variable de entrada de movimiento. θ

B

O

A

D E F

5. En el mecanismo mostrado en la figura el eslabón AB es telescópico y los eslabones OA y BC giran a velocidades angulares constantes de 500 rpm en las direcciones indicadas. (a) Para el instante mostrado en la que el eslabón OA está en posición horizontal, mientras que el eslabón BC está en posición vertical, realícese el análisis cinemático completo del mecanismo. 150 C 45

B 165 Dimensiones en milímetros.

60 A

O

6. Para el mecanismo de cuatro barras mostrado en la figura y sabiendo que el eslabón motriz OA gira en sentido horario a una velocidad angular constante de 820 rpm desde la posición indicada donde el eslabón motriz se encuentra en posición horizontal, (a) Efectúese un análisis de ciclo completo del mecanismo. Corrobórese el análisis de posición con un estudio gráfico de 10 posiciones y grafíquese todas las variables cinemáticas incógnitas contra la variable de entrada de movimiento. (b) Grafíquese la curva de acoplador del punto D del eslabón acoplador del mecanismo. D 500 B 500 500 O

150

300 C

A 550

Dimensiones en milímetros.

7. En el mecanismo mostrado en la figura los extremos A y C de los eslabones conectados son controlados por el movimiento vertical de los pistones de los cilindros hidráulicos. En un corto intervalo de movimiento, A tiene una velocidad hacia arriba de 3 m/s, y C tiene una velocidad hacia debajo de 2 m/s. (a) Para el instante mostrado y sabiendo que y = 150 mm, realícese el análisis cinemático completo del mecanismo. B 250 mm C 250 mm y

A

200 mm

8. La rueda de Génova es un mecanismo destinado a producir rotación intermitente. El pasador P de la unidad integral, conformada por la rueda A y la placa de bloqueo B, se acopla a las ranuras radiales en la rueda C, girando así la rueda C un cuarto de revolución para cada revolución del pasador P. Considérese el rango de movimiento 45    45 , y: (a) Efectúese un análisis de ciclo completo del mecanismo, suponiendo que la unidad integral gira a una velocidad angular constante y horaria de 2 rad/s. Grafíquese todas las variables cinemáticas incógnitas contra la variable de entrada de movimiento. 200/ 2 mm

200/ 2 mm P θ

O1

O2 C

B A 200 mm

9. En el mecanismo mostrado en la figura el cilindro rueda sin deslizar y su posición es controlada por el movimiento de la deslizadera B. Si B tiene una velocidad constante de 0.25 m/s a la izquierda, cuando   0 calcule: (a) La aceleración angular del eslabón AB. (b) La aceleración del centro O del cilindro. A

150

100 θ O

400 B

Dimensiones en milímetros.

10. En el mecanismo mostrado en la figura el disco rota alrededor de un eje fijo con una velocidad angular constante de 100 rpm en el sentido indicado. Considerando que el valor de r es 200 mm, y el mecanismo empieza a funcionar a partir de   0 , (a) Efectúese un análisis de ciclo completo del mecanismo y grafíquese todas las variables cinemáticas incógnitas contra la variable de entrada de movimiento.

A

O

B

θ

r

3r

C