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8/18/2019 PROYECTO DINAMICA.docx

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Instituto Politécnico NacionalEscuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Unidad profesional Azcapotzalco

Ingeniería Mecánica

“Dinámica Del Cuerpo Rígido”

Titular: Ing. Díaz Arredondo Mario

“Proyecto: Mecanismo”

Estudiantes:

Arcos Enríquez Manuel AlbertoJiménez Funamoto Arundati del Carmen

Rodríguez oto Andrésalda!a Camarena "scar

#$squez #el$squez Juan Camilo%arate Cruz Enrique de Jes&s


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Grupo: 5MM7OBJETIVO

Con el desarrollo de este mecanismo' lo que buscamos es a(licar )ísicamente los

conocimientos adquiridos en el curso de din$mica del cuer(o rígido' demostrar *

e+(licar mu* e+(lícitamente cada (arte que com(one un mecanismo * la )unci,n

que realiza' a(arte del an$lisis )ísico * cinem$tico de este-

INTRODUCCIÓN

e le llama mecanismo a los dis(ositi.os o con/untos de s,lidos resistentes quereciben una energía de entrada *' a tra.és de un sistema de transmisi,n *

trans)ormaci,n de mo.imientos' realizan un traba/o-

El conce(to de mecanismo tiene su origen en el término latino 0mec1anisma2 * sere)iere a la totalidad que )orman los di.ersos com(onentes de una maquinaria *que se 1allan en la dis(osici,n (ro(icia (ara su adecuado )uncionamiento-

En las m$quinas' se llama mecanismo a la agru(aci,n de sus com(onentes queson m,.iles * se encuentran .inculados entre sí a tra.és de di.ersas clases deuniones3 esto 1ace que dic1a estructura (ueda transmitir )uerzas * mo.imientos-El mecanismo es el encargado de (ermitir dic1a transmisi,n-

Para que un mecanismo sea considerado como tal es necesario que se encuentre)ormado (or una serie de com(onentes' los cuales son: eslabón 4elemento rígidoque transmite el mo.imiento de un lugar a otro )undamental (ara que elmecanismo se acti.e5' nodo 4uni)ica dos eslabones entre sí (ara que a tra.és deél se comunique el mo.imiento5 * un!a' también conocida como (ar cinem$tico'4(ermite que eslab,n * nodo )uncionen correctamente' indicando la uni,n entre losdi)erentes eslabones como (artes de un todo5-


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E"UI#O $IM#I%#%R%BRI&%&

Este equi(o au+iliar * necesario de los .e1ículos realiza la lim(ieza de la luna(arabrisas' (ermitiendo una buena .isibilidad al conductor en caso de llu.ia' nie.e'(ol.o' etc-

El con/unto est$ )ormado (or un motor eléctrico con un sistema de reducci,nincor(orado' que trans)orma la .elocidad del motor 4unas 6788 a 9888 r-(-m-5' a la.elocidad necesaria en los brazos (orta escobillas 4raquetas5 (ara obtener en lasmismas un des(lazamiento de .ai.én de unas 78 o 8 oscilaciones (or minuto- Elequi(o se com(lementa con unos dis(ositi.os mec$nicos situados en el (aneldelantero de la carrocería' los cuales reciben el mo.imiento del motor *constitu*en el sistema de transmisi,n' (ara realizar el barrido * lim(ieza del cristal-


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Mo!or el'(!r)(o

Este motor debe ser ca(az de .encer la )uerza de rozamiento que e/erce lasraquetas o escobillas contra el cristal' en cualquier condici,n de )uncionamiento-Este motor )unciona con una tensi,n nominal de ;6 .oltios * una intensidad de < a= am(erios-


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&)s!e*a de !rans*)s)óneg&n la )orma de transmitir el mo.imiento del motor a los brazos de raqueta' elsistema de transmisi,n *' (or tanto' el con/unto de motor lim(ia(arabrisas (uedeser normalmente de dos ti(os:

• Motor con transmisi,n (or biela>mani.ela-• Motor con transmisi,n (or cable )le+ible-

Mo!or (on !rans*)s)ón por b)ela+*an),ela:

Este sistema consiste en trans)ormar e+teriormente el mo.imiento circular de larueda dentada en mo.imiento alternati.o en los brazos de raqueta (or medio deun con/unto de bielas * mani.elas- El motor se aco(la a un so(orte 4;5 * transmiteel mo.imiento de giro incom(leto en los dos sentidos a los e/es 495 (or medio delbrazo de mando 465' la biela de uni,n 4


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@os mecanismos (ueden clasi)icarse de acuerdo a muc1as .ariables:

e acuerdo a la cantidad de eslabones (ueden ser deti(o binarios' ternarios o cuaternarios-

e acuerdo a la )unci,n (uedenser )i/os' conductores' transductores o conducidos-

e acuerdo al mo.imiento que ocasionan (ueden ser )i/os' de mani.ela' debiela o de corredera-

Por otro lado' con res(ecto a los nodos' seg&n los que se utilicen en la estructura'.ariar$ el ti(o de mecanismo (orque el mo.imiento ser$ di.erso- En el caso de lamani.ela' (or e/em(lo' el mo.imiento que realiza es ro!a!),o' mientras que el

mo.imiento que realiza un mecanismo con corredera es de !rasla()ón-


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DE&%RRO$$O

En un (rinci(io se consigui, el motor * .arillas de un sistema lim(ia (arabrisas deun autom,.il ti(o #B sed$n' el cual' se )acilit, debido a su dis(osici,n * tama!o-

no de los (rinci(ales (roblemas que se (lante, )ue que necesit$bamos una base

en la cual )uese (osible colocar el dis(ositi.o-

@os elementos que se ocu(aron )ueron (lacas de acero de un c1atarral' debido ala ba/a economía del equi(o- na .ez que se obtu.o el material' se acord, 1acer el dise!o de la base que sostendría el motor lim(ia(arabrisas-

Fig- 4;5-


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Fig- 465-

Fig- 495-

es(ués de 1acer el dise!o en el (rograma llamado CADIA R; se (rocedi, a

cortar los trozos de acero * a soldarlos de tal )orma que los brazos del motor )ueran acomodados en sus e+tremos-

@uego de que se soldaron uno (or uno los elementos' se (rocedi, a (intar la (lacade acero con un aerosol color negro brillante (ara darle m$s (resentaci,n- @uegode (intarlo se (uso el interru(tor (ara (oder controlar el grado de .elocidad que sele iba a suministrar al motor' *a que este o(era en un rango a(ro+imado de ;6#olts-


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na .ez em(otrado el motor con la tornillería' se (rocedi, a conectar todo elsistema de cableado' que .iene desde la base del motor * que a su misma .es see+tiende a lo largo de los brazos del dis(ositi.o-

MEDICIONE&

Antes de (roceder a realizar los c$lculos del an$lisis del mecanismo' )ue necesario1acer mediciones (ara tener datos su)icientes * (oder a(licarlos al momento derealizar los c$lculos-

@o (rimero )ue determinar la .elocidad del e/e (rinci(al' el que emite el motor3 (ara(oder medir la .elocidad angular se 1izo de la siguiente manera:

Con la a*uda de un cron,metro se determinaron las .ueltas que dio el e/e en unminuto * des(ués se con.irtieron a rads-

¿16.625 rev/min( 2π rad1 rev )(1min

60 s )=¿1.74 rad /s

ωOA=16 5

8rev/min¿

e la misma manera se determinaron las .elocidades angulares de las barras quemue.en a los e/es de las (lumillas' (ara esto se em(le, un trans(ortador (aramedir los $ngulos que se mue.e la .arilla *a que el mo.imiento que 1ace es de

)orma oscilatoria:

(2π rad

360° )(

1min

60 s )=¿0.57 rad / s

ωBD=1960 ° /min¿


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(2π rad

360° )(

1min

60 s )=¿0.44 rad /s

ωCE=1490 ° /min¿

C.$CU$O&En el siguiente a(artado se muestran de manera clara * (recisa todos los c$lculosque se lle.aron a cabo (ara (oder 1acer el an$lisis com(leto del dis(ositi.olim(ia(arabrisas que est$ montado en la base-


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VELOCIDAD E A VELOCIDAD E !V

A =V

O+ω

OA × r

OA

→

V A=1.74 Ǩ X [−213 Î −1.3Ĵ ]

V A=−3.7 +2.262

V A=4.33 cm

s

θ=301.43 °

V B=V

O+ω

DB ×r

OB

→

V B=0.57 Ǩ X [−2.5 Î ]

V B=−1.425

V B=−1.425 cm

s

V B=V

A +ω

AB Ǩ ×r

AB

→

−1.425 =−3.7 +2.262 −ω AB ×[19.66−5.8 ]

−1.425 Ĵ =−3.7Ĵ +2.262 Î +19.66ω AB+5.8ω AB Î

I"UALADO Ĵ

−1.425=−3.7+19.66ω AB

−1.425

+3.7

19.66 =ω AB=0.11rad

s

Nota: En base a la observación puede notarse que la biela A-Bgira en sentido antihorario

E

D

C !

A

O


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V C =V

E+ω

EC K× r

EC →

V C =−0.44 K × [−2 I +1.5 J ]

V C =0.88 J +0.66 I

V C =1.1 cm

s

θ=53.13

V B

=V C

+ωCB

K × rCB

→

−1.425=−0.88 J +0.66 I +ωCB K × [39.47 I −1.5 J ]

−1.425=0.88 J +0.66 I +39.47ωCB J +1.5ωCB I

I"UALAMO# I−1.425=.88+39.47ωCB

−1.425−.8839.47

=ωCB=−0.058 rad

s

E

D

C !

A

O


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CONC$U&ION

El sistema del mecanismo que analizamos al desarrollar este (ro*ecto es el de unsistema de lim(ia(arabrisas' el cual consiste en 1acer girar dos (lumillas de goma(ara lim(iar el e+ceso de agua * (ol.o en la su(er)icie de un cristal-

Gste mecanismo actualmente es (arte )undamental en el sistema de seguridad deun autom,.il o todo ti(o de .e1ículos motorizados-

@a (rimera (arte del mecanismo consta de un mo.imiento radial a .elocidadconstante' ese mo.imiento se di.ide 1acia dos e/es que se mue.en de maneraoscilatoria dis(uestos que de tal )orma creen un mo.imiento de .ai.én-

En el modelo realizado' el mo.imiento es conducido (or un tornillo sin )in el cual1ace girar la rueda dentada que cuenta en su centro con un e/e que a su .ez est$conectado con una biela' esta biela conduce el mo.imiento 1acia la barra que unelas dos (lumillas' la cual cuenta en sus e+tremos con una barra de menor tama!o'las cuales le dan el $ngulo de giro a las (lumillas-


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BIB$IOGR%/I%

Ingeniería Mec$nica H INAMICA Blliam F- Rile*' @ero* - turges-

1tt(:a(rendemostecnologia-orgmaquinas>*>mecanismos

1tt(:educati.a-catedu-es

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