UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE PANAM

FACULTAD DE INGENIERA MECNICA

MECANISMOS

Gua de Laboratorio No.3

Clasificacin de los Mecanismos de Cuatro BarrasCriterio de Grashof: Inversin de Mecanismos

Estudiantes: Glvez Yackeline 2-732-1732

Illueca Gloria 8-886-2065

Sousa Kevin 8-874- 1134

Descripcin:

Esta experiencia permitir clasificar y reconocer mecanismos de cuatro barras del tipo manivela-balancn, eslabn de arrastre, doble balancn, punto de cambio y triple balancn mediante la aplicacin prctica y por medio del criterio de Grashof.

Objetivos Generales

Reconocer y clasificar los mecanismos de cuatro barras de acuerdo a sus dimensiones y al eslabn fijo.

Estudiar caractersticas importantes de los mecanismos tales como posiciones lmites y ngulos de transmisin.

Objetivos Especficos

Aplicar el criterio de Grashof para clasificar los mecanismos de cuatro barras.

Verificar los resultados tericos mediante aplicaciones prcticas de cada mecanismo estudiado.

Identificar el tipo de movimiento que realiza cada eslabn de un mecanismo.

Determinar las posiciones lmites de un mecanismo en forma prctica, grfica y analtica.

Determinar los ngulos de transmisin mximo y mnimos de un mecanismo en forma prctica, grfica y analtica.

Aplicar el concepto de sntesis de mecanismos.

Utilizar el programa INVENTOR para analizar las inversiones de un mecanismo de cuatro barras.

Teora

Un mecanismo de cuatro barras tendr un movimiento relativo entre sus eslabones que depende de la longitud de los mismos y del eslabn que se fije al marco.

Si un mecanismo cumple el criterio de Grashof, entonces por lo menos un eslabn girar 360. El criterio de Grashof nos permite clasificar los mecanismos de cuatro barras de acuerdo a lo siguiente:

Donde:

= eslabn mas largo

= eslabn mas corto

= eslabones de longitudes intermedias.

Dependiendo de cual es eslabn fijo, resultarn los siguientes mecanismos: balancn de manivela, doble manivela, doble balancn y eslabn de arrastre.

Figura 3.1 Inversin del mecanismo de cuatro barras

Si un mecanismo no cumple el criterio de Grashof, esto es:

Ningn eslabn girar 360 y el mecanismo se conoce como de triple balancn. Ver Figura 3.2.

Figura 3.2 Mecanismos de triple balancn

El ngulo de transmisin es el ngulo entre el eslabn conector y el eslabn seguidor, ver Figura 3.3.

Figura 3.3 ngulo de transmisin

Los ngulos de transmisiones mximos y mnimos se logran cuando el eslabn conductor se alinea con el eslabn fijo. Ver figuras 3.4 y 3.5.

Figura 3.4 ngulos de transmisin mximos y mnimos.

Figura 3.5 ngulos de transmisin mximos y mnimos.

Un mecanismo de cuatro barras alcanza sus posiciones lmites cuando el eslabn conector se alinea con cualquiera de los otros tres. Las Figuras 3.6 y 3.7 muestran el caso de un mecanismo balancn de manivela.

Figura 3.6 Posiciones lmites de un mecanismo manivela-corredera

Figura 3.7 Posiciones lmites de un mecanismo de cuatro barras

Procedimiento

Para cada uno de los mecanismos indicados por el instructor, indique manualmente, las condiciones necesarias para los siguientes casos:

Balancn de manivela: SE FIJA CUALQUIER ESLABON ADYACENTE AL MAS CORTO, DONDE EL MS CORTO GIRAR POR COMPLETOY EL OTRO OSCILAR.

Eslabn de arrastre: SI SE FIJA EL ESLABN MS CORTO, EN LA QUE AMBOS ESLABONES PIVOTADOS A LA BANCADA REALIZARAN REVOLUCIONES COMPLETAS, AS COMO LO HACE EL ACOPLADOR.

Doble balancn: SI SE FIJA EL ESLABN OPUESTO AL MS CORTO, EN EL QUE AMBOS ESLABONES OSCILAN Y SOLO EL ACOPLADOR REALIZA UNA REVOLUCIN COMPLETA.

Punto de cambio: TODAS LAS INVERSIONES SERAN DOBLES-MANIVELAS O MANIVELA-BALANCN PERO TENDRAN PUNTOS DE CAMBIO DOS VECES POR REVOLUCIN DE LA MANIVELA DE ENTRADA CUANDO TODOS LOS ESLABONES SE VUELVEN COLINEALES.AQU EL COMPORTAMIENO DE SALIDA SE VOLVER INDETERMINADO.

Doble balancn de segundo tipo: NINGUNO DE LOS ADYACENTES AL DE REFERENCIA PUEDE HACER LO MISMO, AMBOS OSCILAN ENTRE LMITES Y SON POR LO TANTO OSCILADORES O.

Triple balancn: NINGUN ESLABN SER CAPAZ DE EFECTUAR UNA REVOLUCIN COMPLETA

Encuentre el rango de valores de en un mecanismo de cuatro barras suponiendo los siguientes comportamientos y para = 200 mm, = 250 mm, = 25 mm:

Balancn de manivela.

Eslabn de arrastre.

Doble balancn.

Punto de cambio.

Doble balancn de segundo tipo.

Triple balancn.

Muestre la variacin de L2 dentro del rango obtenido en forma grfica en su informe.

Para un mecanismo de cuatro barras, sea:

= 215 mm

= 250 mm

= 200 mm

= 140 mm, = 250 mm, = 305 mm

Determinar en cada caso si , y gira u oscila. En caso de que oscilen, determine las posiciones lmites y los ngulos de transmisin mximos y mnimos. Llene la siguiente tabla

Caso 1

Oscila

Oscila

Gira

42

52

Caso 2

Gira

Fijo

Gira

Caso 3

Gira

Oscila

Oscila

49

72

Preguntas y Resultados

Explicar la importancia de conocer las posiciones lmites de un mecanismo

La rotabilidad de los eslabones de entrada y salida de un mecanismo, est ntimamente ligada a la aparicin de ciertas posiciones conocidas como posiciones crticas. Existen dos diferentes tipos de posiciones:

Posicin lmite: Una posicin lmite para el eslabn de salida, en un mecanismo de cuatro barras, ocurre cuando el ngulo interior entre el eslabn acoplador y el de entrada es de 180 o 360.

Posicin de puntos muertos: Una posicin de puntos muertos para el eslabn de salida, en un mecanismo de cuatro barras, ocurre cuando el ngulo interior entre el eslabn acoplador y el de salida es de 180 o 360.

Explicar la importancia de conocer los ngulos de transmisin mximos y mnimos de un mecanismo.

El criterio de Grashof clasifica los mecanismos de cuatro barras y da los lmites tericos del mecanismo. Sin embargo para tener una buena transmisin de movimiento debemos de estar en el rango adecuado del ngulo de transmisin. El ngulo de transmisin es el que se forma entre la barra acopladora y la barra seguidora. El ngulo ptimo de transmisin para mecanismos planos es de 90 y un buen ngulo transmisin no debe ser menor de 45 y no ms grande de 135

Anlisis y conclusiones

Qu ventajas tiene conocer el tipo de mecanismo de cuatro barras resultante de una combinacin particular de eslabones de cuatro barras?

R/: Conocer el tipo de Mecanismo de cuatro barras que resulta de una combinacin particular de eslabones es importante ya que, para poder hacer cualquier tipo de anlisis cinemtico y fuerzas, estos anlisis son particulares para cada tipo de mecanismos de cuatro barras, adems de que conociendo cual es el mecanismo resultante podemos predecir su comportamiento y los grados de libertad que posee.

Bibliografa

Diseo de Maquinaria, Sntesis y anlisis de mquinas y mecanismos. Robert L. Norton. Quinta edicin. McGraw-Hill,2012.

http://blog.utp.edu.co/adriamec/files/2012/04/LECCION3-Clasificacion.pdf