TEORÍA DE MECANISMOS ANÁLISIS DE MECANISMOS POR ORDENADOR

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Francisco José Núñez Fernández
hace 7 años
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1 1/5 ANÁLISIS DE MECANISMOS POR ORDENADOR INTRODUCCIÓN En esta práctica se analizará cinemáticamente un determinado mecanismo plano empleando el método del cinema y se compararán los resultados obtenidos con los arrojados por un programa informático de simulación de mecanismos planos, desarrollado en el de la Universidad Carlos III de Madrid. El mecanismo plano que se estudiará es el representado en la Figura 1, en la cual aparecen los eslabones que lo componen y los puntos más representativos. Fig. 1 Representación esquemática del mecanismo a estudiar (sin escala).

2 2/5 Sobre la base de un cuadrilátero articulado (barras 1, 2 y 3), el mecanismo objeto de análisis, incluye en el eslabón 2 una ranura que se considerará de longitud suficiente para albergar en su interior la deslizadera. Considerando que en el punto A se sitúa el origen de un sistema de coordenadas cartesianas, el mecanismo queda definido geométricamente a través de la parametrización indicada en la Figura 2 (las unidades lineales vienen dadas en cm, mientras que las angulares, en radianes): Fig. 2 Parametrización geométrica del mecanismo. Coordenadas de los apoyos C y F: C (9, 4); F (2, 14). Longitudes de las barras del mecanismo: L 1 = 5; L 2 = 8; L 3 = 7; L 5 = 12; L 6 = 6. Ángulo formado por la barra 2 y la dirección de deslizamiento de la corredera 4 respecto a dicha barra: theta = 0,8. Distancia entre el punto B y la recta soporte del deslizamiento entre 2 y 4: d=2.

3 3/5 SOFTWARE DE APLICACIÓN Para obtener las velocidades más relevantes del mecanismo se utilizará la aplicación informática SIMULAMEC, desarrollada en el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Carlos III Madrid. Los pasos a seguir son los siguientes: 1. Arrancar el ejecutable SimulaMec.exe. 2. Elegir el menú Definiciones Ruta de la barra de menús de la parte superior y elegir como ruta de acceso el subdirectorio Definiciones. 3. Tras acceder al menú Archivo Nuevo, elegir el mecanismo 6: ampliación cuadrilátero. 4. Pulsar el botón 1.a.- Parametrización geométrica. Maximizar la ventana a la que se accede e introducir los parámetros geométricos (teniendo en cuenta las unidades en las que el programa espera los datos). 5. Pulsar el botón 1.b.- Parametrización cinemática. Seleccionar la siguiente combinación de eslabones como los de entrada: 1 y 6. Elegir una velocidad angular constante para ambos eslabones, de valor 1 rad/s, igual para ambos, en sentido antihorario (positivo), especificando un ángulo inicial de 1 rad. Como tiempo final de la simulación se tomará 1 segundo. 6. Pulsar el botón 2.- Cálculo. 7. Elegir 55º como el ángulo inicial del eslabón 2 y, para 5, 84º. 8. Mostrar las gráficas obtenidas (botón 3.- Gráficos ) y anotar el valor de las siguientes velocidades: v B, v D, v E4, v G. (el módulo y las componentes cartesianas) para t = 1s.

4 4/5 APLICACIÓN PRÁCTICA Contestar a las siguientes preguntas en las dos últimas hojas del guión: 1.- Siguiendo los pasos indicados en el apartado SOFTWARE DE APLICACIÓN, obtener el valor de las siguientes velocidades: v B, v D, v E4, v G, tanto en componentes cartesianas como en módulo. 2.- Determinar los pares cinemáticos del mecanismo. 3.- Calcular el número de grados de libertad aplicando los criterios de Gruebler y de restricción. 4.- Para la posición indicada mediante la parametrización dada en la figura 2, determinar la posición de los siguientes centros instantáneos de rotación: I 01, I 12, I 23, I 03, I 24, I 45, I 56, I Indicar, mediante aplicación de la ley de Grashof, si el cuadrilátero articulado se comportará como doble manivela, manivela - balancín o doble manivela. 6.- A partir de la posición inicial en la cual las barras 1 y 6 forman un ángulo de 1 radián con la horizontal y giran en sentido antihorario a una velocidad angular constante e igual a 1 rad/s, calcular la posición del mecanismo al cabo de 1 segundo. 7.- Para esa fase particular, calcular el cinema de velocidades. 8. Verificar que los resultados obtenidos en el apartado anterior coinciden con los devueltos por el primer apartado en los puntos considerados: B, D, E 4 y G.

5 5/5 HOJA DE RESPUESTAS I 01 : I 12 : I 23 : I 03 : I 24 : I 45 : I 56 : I 06 : CINEMA DE VELOCIDADES (apartado 7 del cuestionario)

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