Conceptos basicos de dinamica.

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UNIVESIDAD AUTONOMA DE NUEVO LEON

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

Lab. Diseño de Mecanismos

“Practicas 1-4”

M.C. Edith Miritza Ramírez Alvarado

Karla Deyanira Galindo Almanza

1552313           Hora: M6

San Nicolás de los Garza, a 2 de junio de 2016

Practica #1 Conceptos Básicos de Dinámica

1.- OBJETIVOS

Conocer mecanismos físicos, identificar sus componentes y movimientos desarrollados para que el estudiante desarrolle habilidades en realizar diagramas cinemáticos y comprender la Ley de Grashof en los mecanismos de barras articuladas por medio de simulación en computadora.

2.- MARCO TEORICO

Ley de Grashof

La Ley de Grashof establece que un mecanismo de cuatro barras tiene al menos una articulación de revolución completa, si y solo si la suma de las longitudes de la barra más corta y la barra más larga es menor o igual que la suma de las longitudes de las barras restantes.

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. Usualmente las barras se numeran de la siguiente manera:

• Barra 2. Barra que proporciona movimiento al mecanismo.
• Barra 3. Barra superior.
• Barra 4. Barra que recibe el movimiento.
• Barra 1. Barra imaginaria que vincula la unión de revoluta de la barra 2 con la unión de revoluta de la barra 4 con el suelo.

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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

sean: S = longitud del eslabón más corto L = longitud del eslabón más largo P = longitud de un eslabón restante Q = longitud de otro eslabón restante

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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).

3.- PROCEDIMIENTO DE LA PRÁCTICA

Elaborar un mecanismo físico con las medidas hechas en la práctica sobre una hoja de máquina o cartón, utilizar de preferencia material reciclado como cartón, plástico, etc. Asegurarse de que el mecanismo logre girar correctamente y realizar un agujero en el centro de la barra donde pueda introducirse la punta de un lápiz.

1. Mediante el software de simulación Working Model, realizar un mecanismo de 4 barras que cumpla con la Ley de Grashof. Secuencia Working Model

1. Dibujar 4 barras con las medidas asignadas por el maestro, las barras se dibujan con el icono de rectangle.

1. Dar clic sobre cada una de las barras y con el menú Window opción Geometry

1. Dejar fija la barra con el icono de anchor.

1. Unir los 4 extremos de las barras colocando point element en cada extremo y después unirlos con el icono Join.

1. Seleccionar la barra , ir a menú Object opción Move to Front.

1. Colocar Motor en la unión inferior izquierda del mecanismo.

1. Working Model por default activa la opción de Collide la cual hace que los cuerpos estén en un mismo plano y al momento de cruzarse exista un choque, para este caso particular de estudio se desea que las barras pasen encima de otras para lograr el movimiento deseado, lo anterior se logra activando la opción Do not collide. Ir a menú Edit opción Select all, ir a menú Object opción Do not collide.

1. Mediante los iconos de simulación, correr (Run) el mecanismo y observar su movimiento.

4.-RESULTADOS

El mecanismo manivela biela balancín que realizamos si cumple con la ley de Grashof ya que al hacer la comprobación resulta que la ley dice:

[pic 5]=  20 + 70 ≤  35 + 60 = 90≤ 95

Siendo:

L = Eslabón Más Largo. C = Eslabón Más Corto.  M, N = Eslabones Intermedios.

R1=35cm =m

R2=20cm = c

R3=70cm = l

R4=60cm = n

Así que el mecanismo creado por nosotros en el laboratorio si cumple con la ley de Grashof ya que al comprobarlo con la fórmula documentada en la investigación, y al  sumar los eslabones “l” y “c” que visiblemente era los más cortos resultaron menores que al sumar los eslabones “m” y “n”

Al observar el mecanismo que creamos nos podemos dar cuenta que los grados de libertad del mecanismo son cuatro ya que cada eslabón representa una masa y es así como se determinan los grados de libertad y por ultimo nos podemos dar cuenta al poner en movimiento el mecanismo que se trata de un movimiento de oscilación o rotatorio y esto se puede observar en la siguiente imagen:

[pic 6]

5.- CONCLUSIONES

En la practica pudimos ver la simulación de un mecanismo de barras, formado por tres barras móviles y una cuarta barra fija. Las barras se unen mediante pivotes y al final se corre la prueba.

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