Informe Tipos de Mecanismos Vale

1. RESUMEN Los diferentes tipos de mecanismos dependerá mucho de los elementos destinados a transmitir y/o transformar f

Views 78 Downloads 0 File size 1MB

Report DMCA / Copyright

DOWNLOAD FILE

Recommend stories

Citation preview

1. RESUMEN Los diferentes tipos de mecanismos dependerá mucho de los elementos destinados a transmitir y/o transformar fuerzas y/o movimientos desde un elemento motriz (motor) a un elemento conducido (receptor), con la misión de permitir al ser humano realizar determinados trabajos con mayor comodidad y menor esfuerzo para lo cual Los tipos de movimiento permiten y están relacionados con el número de grados de libertad que tenga el mecanismo. En estos mecanismos también interviene los pares que tenga este mecanismo

TIPOS DE MECANISMOS Los mecanismos se pueden clasificar de diversas maneras haciendo hincapié en sus similitudes y sus diferencias. Uno de estos agrupamientos divide los mecanismos en planos, esféricos y espaciales; y los tres grupos poseen muchas cosas en común; sin embargo, el criterio para distinguirlos se basa en las características de los movimientos de los eslabones. 2.1 MECANISMO PLANO. Es aquel en el que todas las partículas describen curvas planas en el espacio y todas estas se encuentran en planos paralelos; en otras palabras, los lugares geométricos de todos los puntos son curvas planas paralelas a un solo plano común. Esta característica hace posible que el lugar geométrico de cualquier punto elegido de un mecanismo plano se represente con su verdadero tamaño y forma real, en un solo dibujo o una sola figura. La transformación del movimiento de cualquier mecanismo de esta índole se llama coplanar. El eslabonamiento plano de cuatro barras, la leva de placa y su seguidor, y el mecanismo de corredera- manivela son ejemplos muy conocidos de mecanismos planos.

Figura 1. Mecanismo de corredera (cruceta), biela y manivela

Los mecanismos planos que utilizan sólo pares inferiores se conocen con el nombre de eslabonamientos planos y sólo pueden incluir revolutas y pares prismáticos. Aunque teóricamente es factible incluir un par plano, esto no

impondría restricción alguna y, por lo tanto, sería equivalente a una abertura en la cadena cinemática. El movimiento plano requiere también que los ejes de todos los pares prismáticos y todos los ejes de revolutas sean normales al plano del movimiento. 2.2 MECANISMO ESFÉRICO Es aquel en el que cada eslabón tiene algún punto que se mantiene estacionario conforme el eslabonamiento se mueve, y en el que los puntos estacionarios de todos los eslabones están en una ubicación común; en otras palabras, el lugar geométrico de cada punto es una curva contenida dentro de una superficie esférica y las superficies esféricas definidas por varios puntos arbitrariamente elegidos son concéntricas. Por ende, los movimientos de todas las partículas se pueden describir por completo mediante sus proyecciones radiales, o "sombras", proyectadas sobre la superficie de una esfera, con un centro seleccionado en forma apropiada. La articulación universal de Hooke es quizá el ejemplo más conocido de un mecanismo esférico. Eslabonamientos esféricos son aquellos que se componen exclusivamente de pares de revoluta. Un par esférico no produciría restricciones adicionales y, por ende, sería equivalente a una abertura en la cadena, en tanto que todos los demás pares inferiores poseen movimientos no esféricos. En el caso de eslabonamientos esféricos, los ejes de todos los pares de revoluta se deben intersecar en un punto.

Figura 2. Junta Universal de Hooke o Cardan

2.3 MECANISMOS ESPACIALES No incluyen, por otro lado, restricción alguna en los movimientos relativos de las partículas. La transformación del movimiento no es necesariamente coplanar, como tampoco es preciso que sea concéntrica. Un mecanismo espacial puede poseer partículas con lugares geométricos de doble curvatura. Cualquier eslabonamiento que comprenda un par de tornillo, por ejemplo, es un mecanismo espacial, porque el movimiento relativo dentro del par de tornillo es helicoidal. Por lo tanto, la categoría abrumadoramente más numerosa de mecanismos planos y la de los esféricos son apenas unos cuantos casos especiales, o subconjuntos, de la categoría general de mecanismos espaciales. Estos se obtienen como una

consecuencia de la geometría especial en las orientaciones particulares de los ejes de sus pares. Si los mecanismos planos y esféricos son sólo casos especiales de mecanismos espaciales, ¿por qué es aconsejable identificarlos por separado? Debido a que por las condiciones geométricas particulares que identifican estas clases, es factible hacer multitud de simplificaciones en su diseño y análisis.

Figura 3. Mecanismo espacial. Mecanismo de placa oscilante Como se señaló con anterioridad, se pueden observar los movimientos de todas las partículas de un mecanismo plano en el tamaño y forma reales, desde una sola dirección. En otras palabras, es factible representar gráficamente todos los movimientos en una sola perspectiva. De donde, las técnicas gráficas son muy apropiadas para su solución. Puesto que no todos los mecanismos espaciales poseen esta geometría afortunada, su concepción se hace más difícil y es necesario desarrollar técnicas más complejas para su análisis. 2.4 MOVILIDAD O NÚMERO DE GRADOS DE LIBERTAD DE UN MECANISMO Movilidad es el número de diferentes movimientos que se pueden introducir simultáneamente a un mecanismo. También se podría definir como el número mínimo de coordenadas necesario para determinar la posición del mecanismo. 2.4.1 En mecanismos planos la movilidad será: m = 3 (n - 1) - 2 j1 - j2 (1.1) Siendo: n = número de eslabones del mecanismo, j1 = números de pares que permiten un grado de libertad y j2 = número de pares que permiten dos grados de libertad. 2.4.2 En mecanismos espaciales la movilidad será:

m = 6 (n - 1) - 5 j1 - 4 j2 - 3 j3 - 2 j4 - j5 (1.2) Siendo: n = número de eslabones del mecanismo, j1 = números de pares que permiten un grado de libertad, j2 = número de pares que permiten dos grados de libertad, j3 = números de pares que permiten tres grados de libertad, j4 = número de pares que permiten cuatro grados de libertad y j5 = número de pares que permiten cinco grados de libertad.

Figura 4. Tipos comunes de uniones encontradas en mecanismos planos.

3. PARES 3.1 DEFINICIÓN Se llama pares, cinemáticos o juntas al conjunto formado por dos o más miembros de un mecanismo en contacto con un movimiento relativo entre ellos Ejemplos.

En el motor de combustión interna la biela y el pistón o la biela y el cigüeñal

Figura 5. Pares en el motor de combustión interna

3.2 CIERRE DE PARES El movimiento entre los dos miembros del par queda asegurado y viene limitado por los denominados cierres de pares de los cuales existen tres tipos. 

Cierre de forma El contacto queda asegurado por la forma de los dos miembros en contacto por ejemplo. El cierre del cilindro y el émbolo



Cierre de fuerza El contacto queda asegurado por un miembro elástico interpuesto. Por ejemplo, El cierre de fuerza entre leva y válvula

Figura 6. Cierre de forma

Figura 7. Leva y válvula



Cierre de cadena El contacto queda asegurado por medio de otro miembro del propio mecanismo ejemplo. Entre dos ruedas dentadas queda asegurado por la pieza de soporte bastidor

Figura 8. Cierre de cadena

3.3 CLASIFICACION DE LOS PARES 3.3.1 Atendiendo la superficie de contacto entre los dos miembros que constituyen el par.  

Pares superiores o de contacto lineal o puntual Ejemplo. Leva varilla Pares inferiores o de contacto superficial Ejemplo. Cilindro embolo

Figura 9. Pares superiores (a) y pares inferiores (b)

3.3.2. Atendiendo al movimiento relativo entre sus puntos 

De primer grado o lineal, cuando cualquier punto de uno de los miembros describe una línea en su movimiento relativo respecto del otro miembro del par: Par prismático. Un punto P describe una línea recta Par de rotación. El punto P describe una circunferencia Par helicoidal. El punto P describe una hélice.

Figura 10. Pares de primer grado o lineales



De segundo grado o superficial Cuando cualquier punto de uno de los miembros describe una superficie en su movimiento. Par plano. El punto P describe un plano Par cilíndrico. El punto P describe un cilindro Par esférico. El punto P describe una esfera.

Figura 11. Pares de segundo grado o superficiales 

De tercer grado o espacial Cuando un punto de uno de los miembros describe una curva alabada, por ejemplo una esfera moviéndose dentro de un tubo de igual diámetro.

Figura 12. Par de tercer orden o espacial

3.3.3 Atendiendo el tipo de rozamiento entre los dos miembros se clasifican en:   

Par con deslizamiento uno de los miembros desliza sobre el otro en su movimiento relativo, ejemplo cilindro pistón Par con rodadura. Uno de los miembros rueda sobre el otro en su movimiento relativo ejemplo rueda carril. Par con pivota miento. Uno de los miembros pivota sobre el otro en su movimiento relativo, ejemplo

3.3.4. Atendiendo el número de grado de libertad. el movimiento relativo de los miembros que forman el par se clasifican en pares de I, II, III, IV, y V grados de libertad .

Tabla 1. Esquemas, nombres y simbolos de pares cinematicos

3.3.5. Atendiendo el número de barras que conectan los pares; también se pueden clasificar en: Binarios cuando se conectan dos miembros Ternarios cuando se conectan tres miembros.

En general par p-ario será el que conecta P miembros

Figura 13. Ejemplo de pares ternarios

3.3.6. Atendiendo el número de pares que se pueden conectar los miembros o barras se clasifican en: Binarios. Conectan dos pares Barras ternarias Conectan tres pares. En general barra-aria

4. Bibliografía http://fundamentosdemaquinaswmn.blogspot.com/2010_07_01_archive.html [1] G. Obregón-Pulido, B. Castillo-Toledo and A. Loukianov, “A globally convergent estimator for n frequencies”, IEEE Trans. On Aut. Control. Vol. 47. No 5. pp 857863. May 2002.

[2]H. Khalil, ”Nonlinear Systems”, 2nd. ed., Prentice Hall, NJ, pp. 50-56, 1996. [3] Francis. B. A. and W. M. Wonham, “The internal model principle of control theory”, Automatica. Vol. 12. pp. 457-465. 1976. [4]

E. H. Miller, “A note on reflector arrays”, IEEE Trans. Antennas Propagat., Aceptado para su publicación.

[5]Control Toolbox (6.0), User´s Guide, The Math Works, 2001, pp. 2-10-2-35. [6] J. Jones. (2007, Febrero 6). Networks (2nd ed.) [En línea]. http://www.atm.com.

Disponible en: