INFORME PRCTICO #2

CONTENIDOTEMA:3OBJETIVOS:3ALCANCE:3INTRODUCCIN:3ACTIVIDADES A REALIZAR:4MATERIALES E INSTRUMENTOS:4MARCO TERICO:5RESULTADOS:7CONCLUSIONES:7BIBLIOGRAFA:7ANEXOS:8

TEMA: Movilidad, inversin cinemtica y transformacin de eslabonamientos en mecanismosOBJETIVOS:

General:

Determinar la movilidad en los mecanismos asignados en el laboratorio, para determinar su aplicabilidad y relevancia de los mismos, empleando el estudio respectivo en cada caso, fundamentndolos mediante fuentes bibliogrficas.

Especficos:

Realizar la observacin tcnica de los mecanismos mediante la lista de chequeo previamente aprobada para el desarrollo del mismo Fundamentar el desarrollo de la prctica mediante la informacin indagada y presentada en el marco terico, teniendo este como base para las debidas rectificaciones y aplicaciones en el anlisis de los mecanismos Aplicar los casos de transformacin de eslabonamientos e inversin cinemtica, para reforzar el estudio de estas competencias mediante el presente trabajo terico prctico.ALCANCE:

El presente informe contempla el respectivo anlisis de dos mecanismos, especficamente el mecanismo de rueda de ginebra y mesa elevadiza, mediante dicho anlisis se emplean diferentes tcnicas referentes a la inversin cinemtica y transformacin de eslabonamientos, describiendo de modo prctico la ejecucin de esta labor.

A su vez esta prctica de laboratorio se enmarca dentro del contexto de la contemplacin e identificacin de la aplicabilidad e importancia de los mecanismos que son objeto de este estudio.INTRODUCCIN:

En el anlisis del movimiento de una mquina, con frecuencia se dificulta visualizar el movimiento de los componentes en el dibujo completo de un ensamble. Por tal razn resulta ms fcil representar de manera esquemtica las partes, de modo que solo se muestren las dimensiones que influyen en el movimiento del mecanismo [1]. Dichos diagramas se conocen como diagramas cinemticos, en los cuales se representan las variables que afectan la funcin principal del mecanismo. De este modo se constituye la principal herramienta en el anlisis de los mecanismos, ya que a partir de esta se consigue simplificar el estudio de los mismos.

En el estudio de los mecanismos encontramos presentes condiciones relativas a los mismos que en ciertos caso pueden ayudar a cambiar las perspectiva o a la sustitucin de los elementos de los cuales se encuentran conformados, por ende aqu se encuentran aplicaciones tales como, la inversin cinemtica, misma que consiste en la seleccin de un eslabn alterno para ser tomado como bastidor, al igual que la transformacin de eslabonamientos, la cual puede llegar a ser una herramienta til en cuanto al rediseo de un mecanismo, siempre y cuando re respeten los distintos casos en los cuales pueden ser empleados [2].

En cuanto refiere a los mecanismos que conciernen en el presente documento, contamos con la rueda de ginebra o cruz de malta, mismo que es un importante mecanismo ya que ha sido de vital desarrollo para la industria de la relojera suiza, adems de la mesa elevadora, el cual constituye una importante aplicacin en situaciones en las cuales es necesario elevar cargas considerablemente pesadas, he aqu el inters de llevar a cabo el presente trabajo practico, pues constituye una expansin del conocimiento en el rea de estudio de los mecanismos [3]. ACTIVIDADES A REALIZAR:

1. Elaborar una lista de chequeo mediante la cual se obtengan los parmetros necesarios para el anlisis de los mecanismos del laboratorio asignados, la cual se sujeta a aprobacin del docente.

2. Realizar la observacin y anlisis de los mecanismos asignados, mediante la lista de chequeo previamente aprobada para su ejecucin.

3. Indagar la informacin referente al contexto terico, para su debido uso como fundamento base.

4. Rectificar las observaciones realizadas por el docente para la ejecucin correcta del anlisis de los mecanismos, en lo que refiere a diagrama cinemtico, identificacin de juntas y eslabones.

5. Aplicar los casos previamente revisados de inversin cinemtica y transformacin de eslabonamientos con su respectico diagrama resultante.

6. Comprobar el funcionamiento de cada mecanismo con su respectiva simulacin en Working ModelMATERIALES E INSTRUMENTOS:

1. Mecanismos del laboratorio.

2. Cmara fotogrfica

3. Lista de chequeo

4. Libros referentes al tema.

MARCO TERICO:

Sntesis de nmero

Sntesis de nmero significa la determinacin del nmero y orden de eslabones y juntas necesarios para producir movimiento de un GDL en particular. El valor de sntesis de nmero permite la exhaustiva determinacin de todas las posibles combinaciones de eslabones que producirn cualquier GDL elegido [1].

Movilidad en mecanismos espaciales

Cada eslabn no conectado en tres espacios tiene 6 GDL y uno de los seis pares inferiores se puede utilizar para conectarlos, al igual que los pares superiores con ms libertad. Una junta de un grado de libertad elimina 5 GDL, una de dos grados de libertad elimina 4 GDL, etc. La bancada elimina 6 GDL. Esto conduce a la ecuacin de movilidad de Kutzbach para eslabonamientos espaciales: (1)

Donde el subndice se refiere al nmero de grados de libertad de la junta [4].

Resortes como eslabones

En muchos mecanismos y mquinas es necesario equilibrar las cargas estticas aplicadas al dispositivo. Un ejemplo es la lmpara de escritorio de brazo ajustable. Este dispositivo tiene dos resortes para contrabalancear el peso de los eslabones y el cabezal de la lmpara. Con un diseo cuidadoso de la geometra de las relaciones resorte-eslabn, a medida que cambia la fuerza del resorte con la longitud creciente, su brazo de momento tambin cambia de una manera que equilibra continuamente el momento cambiante del cabezal de la lmpara.Figura 1. Lmpara de escritorio, mecanismo de eslabonamiento balanceado con resorte

Un resorte lineal se puede caracterizar por su constante, k = F/x, donde F es fuerza y x desplazamiento del resorte. Al duplicar su deflexin, se duplicar la fuerza. La mayora de los resortes helicoidales del tipo utilizado en estos ejemplos son lineales [3].

Inversin cinemtica

Se denomina inversin cinemtica de un mecanismo a la obtencin de un mecanismo diferente a partir de otro dado sin cambiar su nmero y tipo de pares cinemticos, sino nicamente cambiando el eslabn que acta como eslabn fijo del mecanismo [5].

Figura 2. Inversin cinemtica de un mecanismo de 4 barras.

Transformacin de eslabonamientos

Existen varias tcnicas o reglas de transformacin que pueden aplicarse a cadenas cinemticas planas. 1. Las juntas revolutas en cualquier lazo se pueden reemplazar por juntas prismticas sin cambiar el GDL del mecanismo, siempre que por lo menos dos juntas revolutas permanezcan en el lazo.2. Cualquier junta completa se puede reemplazar por una semijunta, pero esto incrementar el GDL en uno.3. La eliminacin de un eslabn reducir el GDL en uno.4. La combinacin de las reglas 2 y 3 anteriores mantendrn el GDL original sin cambios.5. Cualquier eslabn ternario o de mayor orden puede ser parcialmente contrado a un eslabn de menor orden mediante coalicin de nodos. Esto crear una junta mltiple pero no cambiar el GDL del mecanismo.6. La contraccin completa de un eslabn de orden alto equivale a su eliminacin. Se crear una junta mltiple y el GDL se reducir [3].

Figura 3. Transformacin de un mecanismo de manivela-balancn en un mecanismo de manivela-corredera

RESULTADOS:

CONCLUSIONES:

BIBLIOGRAFA:

[1] D. Myszka, Introduccin a los mecanismos y a la cinemtica en Mquinas y mecanismos 4 edicin. PEARSON: Mexico, 2012, pp. 27-72.

[2] I. Zabalza, Sntesis de mecanismos y mquinas [online]. Navarra: Universidad Pblica de Navarra, 2012. Disponible en: http://www.imem.unavarra.es/isidro/sintesis_de_mec/Libro-sintesis.pdf

[3] R. Norton, Fundamentos de cinemtica en Diseo de Maquinaria 4 edicin. McGraw Hill: Mexico, 2009, pp. 27-72.

[4] J. Shigley, J. Uicker, Mecanismos espaciales en Teora de Mquinas y mecanismos 4 edicin. McGraw Hill: Mexico, 2011, pp. 127-182.

[5] Mecapedia, Inversin cinemtica [online]. Navarra: Universidad Pblica de Navarra, 2013. Disponible en: http://www.mecapedia.uji.es/inversion_cinematica.htm

ANEXOS:

1. Listas de chequeo realizadas en el laboratorio1.1. Lista de chequeo de la rueda de ginebra

1.2. Lista de chequeo de la mesa elevadora

2. Fotografas de los mecanismos asignados2.1. Rueda de ginebra

2.2. Mesa elevadora