entregable-1completo

Anlisis y sntesis de mecanismos Primavera 2015

Benemrita Universidad Autnoma de Puebla.

Facultad de Ciencias de la Electrnica.

Carrera:Licenciatura en Ingeniera Mecatrnica.

Asignatura:Anlisis y sntesis de mecanismos.

Primer Entregable

Profesor: Dr. Ing. Bernardino Calixto Sirene

Elaboro:Alexis Migdalel Merino MuozMarco Antonio Tello GaleanaRodrigo Isaas Martnez SalgadoPrimavera 2015 Fecha: 09 de Febrero de 2015NDICE

Objetivos 3

Introduccin .... 3

Ejercicios diapositiva No. 2 4

Robot FANUC .. 9

Mecanismo de una pala mecnica ...................................... 10

Mecanismos de 4 barras . 11

Gra con mecanismo de elevacin mediante un cilndrico hidrulico ... 13

Manipulador industrial de coordenadas rectangulares . 14

5 Mecanismos fotografiados .. 16

Conclusin 25

OBJETIVOS1.- Clasificar los tipos de mecanismos.2.- Clasificar los pares cinemticos segn limitaciones al movimiento que imponen a los elementos cinemticos.3.- Hacer grafos de cadenas cinemticas.4.- Determinar los grados de movilidad independientes en mecanismos con cadenas cinemticas abiertas.

INTRODUCCINLos mecanismos se han convertido en una gran herramienta para el ser humano desde los ms bsicos hasta los ms complejos, es por eso que es muy importante analizar su comportamiento para que este sea eficiente y el presupuesto para construirlos sea de bajo costo, en la siguiente investigacin describiremos la clasificacin de algunos mecanismos que estn presentes para ayudar en los trabajos complicados o que causan un desgaste fsico para el ser humano, se explicaran cules son los elementos y la clasificacin de sus pares cinemticos que conforman a los mecanismos cotidianos y a sus clasificaciones segn los movimientos requeridos en la cadena de elementos cinemticos para realizar un mejor desempeo en el trabajo asignado a cada mecanismo.

Marco teoricoEsquema cinemtico:Un esquema cinemtico ilustra la conectividad entre los enlaces (barras) y las uniones (articulaciones) de un mecanismo o mquina ms all de las dimensiones o forma de las partes que lo constituyen. Normalmente las barras se representan como objetos geomtricos, tales como lneas, tringulos o cuadrados, que sostienen las versiones esquemticas de las articulaciones del mecanismo o mquina.Mecanismo:Conjunto de elementos mecnicos que hacen una funci nicos que hacen una funcin determinada en una m determinada en una mquina.Par cinmatico:Enlace entre dos eslabones de un mecanismo que permite eslabones de un mecanismo que permite el movimiento relativo entre ellos.Los pares se clasifican segn la naturaleza del contacto entre los miembros en: Pares inferiores: El contacto es superficial. La materializaci materializacin de estos pares implica el deslizamiento entre las superficies de ambos miembros.Pares superiores: El contacto se establece a travs de un nico punto o de una generatriz recta en nico punto o en superficies regladas. Los contactos pueden ser con sin deslizamiento. EJERCICIOS DIAPOSITIVA NO. 2

Fig. 1 Mecanismo 1

Fig. 1. Mecanismo 1

Fig. 3 Diagrama mecanismo 1Fig. 2 Grafo mecanismo 1

Clasificacin de mecanismo

Segn componentesEs un mecanismo de palancas.

Segn movimiento fundamentalMecanismo oscilante, ya que solo sube o baja el elemento primario y las dems barras.

Segn transformacin del movimientoEs de rotacin.

Segn pares cinemticosPares cinemticos inferiores cilndricos de cerradura geomtrica de V clase.

Segn cadena cinemticaEs una cadena cinemtica plana y cerrada.

Tipo de mquinaEs una mquina movida.

Tabla 1.- Clasificacin mecanismo 1

Fig. 4 Mecanismo 2

Fig. 5 Diagrama mecanismo 2

Fig. 6 Grafo mecanismo 2


Segn componentesEs un mecanismo compuesto de palancas y una leva.

Segn movimiento fundamentalEs un mecanismo reciprocante.

Segn transformacin del movimientoDe rotacin.

Segn pares cinemticosTiene pares cinemticos inferiores cilndricos de cerradura geomtrica V clase, y tiene una leva por lo cual tiene un par cinemtico superior de cerradura por fuerza.

Segn cadena cinemticaCadena cinemtica plana y cerrada.

Tipo de mquinaMquina movida.

Tabla 2 Clasificacin mecanismo 2

Fig. 7 Mecanismo 3



Segn componentesMecanismo de palancas y elementos hidrulicos, los cuales generan el movimiento.

Segn movimiento fundamentalMecanismo reciprocante.

Segn transformacin del movimientoTraslacin-rotacional.

Segn pares cinemticosPares cinemticos inferiores cilndricos de cerradura geomtrica de V clase, los elementos hidrulicos son de IV clase.



Tabla 3. Clasificacin mecanismo 3

Fig. 9 Mecanismo 4

Fig. 11 Grafo mecanismo 4Fig. 10 Diagrama mecanismo 4

Tabla 4. Clasificacin mecanismo 4


Segn componentesMecanismo de palancas.

Segn movimiento fundamentalMecanismo reciprocante.

Segn transformacin del movimientoRotacional.

Segn pares cinemticosPares cinemticos inferiores cilndricos de cerradura geomtrica, V clase; un par esfrico clase 3.

Segn cadena cinemticaCadena cinemtica espacial y abierta.


Fig. 12 Mecanismo 5

Fig. 14 Grafo mecanismo 5




Segn movimiento fundamentalMovimiento oscilante.


Segn pares cinemticosPares cinemticos inferiores cilndricos de cerradura geomtrica de V clase, y uno hidrulico de clase IV.



Tabla 5. Clasificacin mecanismo 5.

ROBOT FANUC

Fig. Robot FanucFig. Esquema Robot FanucGrafo abiertoEste esquema representa un brazo mecnico de cadena cinemtica abierta y espacial que contiene 6 elementos cinemticos y 6 pares cinemticos inferiores de quinta clase ya que solo pueden realizar movimientos rotatorios y son pares con cerradura geomtrica.Aplicando la frmula de Malishev y determinar el grado de movilidad de la cadena cinemtica obtenemos que es un mecanismo con 6 grados de movilidad independientes por lo tanto requiere 6 motores.Clasificacin de mecanismo







Tabla. Clasificacin de robot fanuc

MECANISMO DE UNA PALA MECNICA

Fig. Esquema mecanismo palaGrafo abiertoEl mecanismo representado en el esquema con su grafo es de cadena cinemtica que contiene 5 elementos cinemticos y 5 pares cinemticos inferiores de clase 5 de los cuales en el esquema los pares A, D, E son pares rotatorios y los pares cinemticos B y C son pares prismticos, los 5 pares (A, B, C, D, E) son pares con cerradura geomtrica.Al aplicar la frmula de Malishev el resultado W = 5 que son los grados de movilidad independientes de la cadena cinemtica del mecanismo y requieren de 5 motores para mover el mecanismo.Clasificacin de mecanismo




Segn pares cinemticosPares cinemticos inferiores cilndricos de cerradura geomtrica de V clase, A, D, E son pares rotatorios y los pares cinemticos B y C son pares prismticos



Tabla. Clasificacin del mecanismo de pala

MECANISMOS DE 4 BARRAS

Fig. Mecanismo 4 barrasFig. Esquema 4 barrasGrafo c erradoEl esquema representa un mecanismo de 4 barras, contiene 3 elementos cinemticos y 4 pares cinemticos.La cantidad de ligaduras excesivas es 3 y por lo tanto su grado de movilidad es 1, para mover este mecanismo es necesario un motor.





Segn pares cinemticosPares cinemticos inferiores rotatorios de cerradura geomtrica de V clase.



Tabla. Clasificacin mecanismo 4 Barras

Grafo cerrado

El mecanismo de palancas de 4 barras, tiene tres elementos cinemticos movibles y 4 pares cinemticos.Tiene 3 ligaduras excesivas y el grado de movilidad independiente es 1 por lo cual necesita de un elemento motriz.Clasificacin de mecanismo




Segn pares cinemticosPares cinemticos inferiores rotatorios de cerradura geomtrica de V clase.



Tabla 2. Clasificacin mecanismo 4 barrasGRA CON MECANISMO DE ELEVACIN MEDIANTE UN CILNDRICO HIDRULICO

Fig. Gra Fig. Esquema graGrafo cerradoLa figura representa a un mecanismo de palancas, consta de tres elementos cinemticos y 4 pares cinemticos.El mecanismo tiene 2 ligaduras excesivas y aplicando la frmula de Malishev para cadenas cinemticas cerradas nos da 1 grado de movilidad del mecanismo que requiere de un motor





Segn pares cinemticos4 pares cinemticos de los cuales A, B Y D son pares inferiores y rotatorios de clase 5 y de cierre geomtrico, mientras que el par cinemtico C es cilndrico



Tabla. Clasificacin de la gra Fig. 4 barras con cilindroEsquemaGrafo cerradoEsta cadena cinemtica de un mecanismo de palancas, tiene 3 elementos cinemticos y 4 pares cinemticos.El mecanismo tiene 2 ligaduras excesivas por lo que el grado de movilidad del mecanismo es 1 y necesita de un solo motor.Clasificacin de mecanismo




Segn pares cinemticosPares cinemticos inferiores cilndricos de cerradura geomtrica de V clase. Los pares A, B y C son rotatorios.El par cinemtico D es cilndrico de IV clase.



Tabla. Clasificacin del mecanismo 4 barras

MANIPULADOR INDUSTRIAL DE COORDENADAS RECTANGULARES

Fig. Manipulador industrial, esquema cinemtico y grafoLa figura representa un mecanismo de cadena cinemtica abierta espacial con movimiento en planos perpendiculares tiene 3 elementos y 3 pares cinemticos.Aplicando la frmula de Malishev de forma directa porque es una cadena cinemtica abierta W=6*3 - 5*3 = 3 que son los grados de movilidad independientes y este mecanismo necesita de 3 motores.Tabla. Clasificacin del mecanismo Manipulador industrial de coordenadas rectangularesClasificacin de mecanismo




Segn pares cinemticosPares cinemticos inferiores cilndricos de cerradura geomtrica prismticos de V clase.



Tabla: clasificacin de manipulador industrial

Mecanismoa fotografiadosBrazo de retroexcavadora

Fig. brazo de retroexcavadora

2K10J87I110

134569HGFEDCBAL

Fig. Diagrama de brazo de retroexcavadora

Este esquema cinemtico representa el brazo con pala de una retroexcavadora NEW HOLLAND.Ha sido clasificado segn los elementos que lo componen como un mecanismo de palancas con elementos hidrulicos.La cadena cinemtica cuenta con once elementos mviles que cuenta con doce pares cinemticos.Segn se ve en el esquema todos los pares cinemticos son de clase 5, ya que solo permiten un tipo de movimiento, aunque se sabe que los cilindros hidrulicos antes de ser fijados son considerados de clase 4. Se puede ver que los cilindros hidrulicos son los que controlan el movimiento de los dems elementos, as que estos son los nicos elementos controlados por el operador por lo tanto solo requiere del uso de tres motores.


Segn componentesMecanismo de palancas con elementos hidrulicos.


Segn transformacin del movimientoRotacin Traslacin.

Segn pares cinemticosPares cinemticos inferiores cilndricos de cerradura geomtrica de V clase.C, E, I son pares cinemticos inferiores de cerradura por fuerza de IV clase.

Segn cadena cinemticaCadena cinemtica plana y abierta.


Tabla: clasificacin de retroexcavadora

Robot FANUC robot R-2000iA

Fig. robot fanuc de la facultad FCE

10AB32CD4

Fig. diagrama robot fanuc

10234ABCD

Fig. Grafo robot fanuc, grafo abierto








Tabla: clasificacin robot fanuc

Industrial Robot VW VRS1

Fig. robot industrial VW

10AB32C

Fig. diagrama cinemtico robot VW

0123ABC

Fig. Grafo robot VW

Diagrama cinemtico de un robot VW-SEF TYPE G121Clasificacin de mecanismo







Tabla: clasificacin robot VW

Mquina de bombeo de cemento

Fig. mquina de bombeo de cemento

Fig. diagrama brazo de mquina para bombear cemento

Este esquema representa el brazo de una maquina utilizada para el bombeo de cemento en las construcciones.Clasificacin de mecanismo



Segn transformacin del movimientoRotacin Traslacin.

Segn pares cinemticosPares cinemticos inferiores cilndricos de cerradura geomtrica de V clase.C, G, J, N son pares cinemticos inferiores de cerradura por fuerza de IV clase.



Tabla: clasificacin brazo para bombear cemento

Limpia parabrisas

Fig. representacin de un limpiaparabrisas

Fig. representacin de las posiciones de un limpiaparabrisas cada 45

543210GFEDCBA

Fig. diagrama de un limpiaparabrisas

Diagrama cinemtico del mecanismo de un limpiaparabrisas convencional.Clasificacin de mecanismo







Tabla: clasificacin de un limpiaparabrisas

CONCLUSINAnalizar la cadena cinemtica y la clasificacin de acuerdo a su grado de movimiento as como la investigacin de los mecanismos en las mquinas nos da una idea del avance de los mecanismos en comparacin con pocas anteriores a la nuestra y que han logrado evolucionar a travs del tiempo proponiendo soluciones ms simples y eficientes con diferentes materiales ms resistentes y de menor costo.

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