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Universidad niv ersidad Autó noma de Nuevo Nuevo León Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. Laboratorio de Diseño de mecanismos Maestra: Ing. Edith Miritza Ramírez Alvarado
PRÁCTICAS DE LAB L ABORATORIO ORATORIO DISEÑO DISEÑO DE MECANISMOS MECANISMOS
Alumno: José Manuel Aguilar Canales
Matrícula: 1542891 Hora: M6 Día: Viernes Sign up to vote on this title
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Práctica # 1 Clase de Cadena Cinemática. Ley de Grashof y aplicación de la Inversión Cinemática. OBJETIVO
a) Conocer mecanismos físicos, identificar sus componentes y movimien desarrollados para que el estudiante desarrolle habilidades en realizar diagra cinemáticos.
b) Comprender la Ley de Grashof en los mecanismos de barras articuladas por m de simulación en computadora.
MARCO TEÓRICO
A continuación se expondrán algunos conceptos importantes sobre la dinám relativos a la práctica: Tipos de eslabones:
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Manivela: Eslabón Que EfectúaUnlock UnafullVuelta Completa access with a free trial.O Revolución, Y Está Pivot A Un Elemento Fijo. Download With Free Trial
Balancín U Oscilador : Eslabón Que Tiene Rotación Oscilatoria Y Está Pivotad Un Elemento Fijo.
Biela O Acoplador : Eslabón Que Tiene Movimiento Complejo Y No Está Pivotad Un Elemento Fijo.
Elemento Fijo : Cualesquiera Eslabones (O Eslabón) Que Estén Sujetos En Espacio, Sin Movimiento En Relación Con El Marco De Referencia. Junta
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Las juntas se utilizan para conectar las partes de un mecanismo o máquina. E uniones mecánicas pueden ser temporales o permanentes, dependiendo de s
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Si se traza una línea de referencia en el centro del cuerpo, durante el movimiento línea solo cambia su orientación angular. Traslación
Ocurre cuando todos los puntos de un cuerpo en su movimiento descr trayectorias paralelas ya sean curvilíneas o rectilíneas.
Una línea de referencia trazada en el cuerpo cambia su posición lineal pero no orientación o posición angular. Movimiento combinado
Una combinación al mismo tiempo de rotación y traslación. Las líneas de refere trazadas en el cuerpo cambiarán su posición lineal y su orientación angular. puntos en el cuerpo recorrerán trayectorias no paralelas, y habrá, en todo instante centro de rotación, el cual cambiará continuamente de ubicación. Diagrama cinemático
Es la representación gráfica, y en su forma más simple de un mecanismo y muestra solo la geometría del movimiento de éste. Ley de Grashof :
Es una fórmula utilizada para analizar el tipo ade movimiento que hará el mecanis You're Reading Preview de cuatro barras: para que exista un movimiento continuo entre las barras, la su Unlock full access with a free trial. de la barra más corta y la barra más larga no puede ser mayor que la suma de barras restantes. Inversión cinemática
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Se denomina inversión cinemática de un mecanismo a la obtención de un mecani diferente a partir de otro dado sin cambiar su número y tipo de pares cinemáti sino únicamente cambiando el eslabón que actúa como eslabón fijo del mecanis De forma abreviada se denomina también inversiones a cada una de las alternat del mecanismo obtenidas por inversión cinemática. Cadenas ci nemáticas
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Conjunto de elementos que producen movimiento y proporcionan al mismo fuerz tracción trasladando este movimiento a las ruedas motrices.
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PROCEDIMIENTO DE LA PRÁCTICA La práctica se realizo en Working Model 1.
Dibujar cuatro barras con las medidas asignadas por el maestro. Las barra dibujan con el icono de “rectangle ”.
Estas fuerón las medidas que asigne:
Simulación (m) Real (cm)
s h 2
w 0.2
6
3
l p h w h 0.2 Reading8a Preview 0.2 You're 3
24
3
Unlock full access with a free trial.
w 7
q h 6
21
18
w 0.
Download With Free Trial 2. Deje fija la barra “q” con el icono de “anchor”.
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3. Uni los cuatro extremos de las barras colocando “point element” en cada extr
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4. Seleccionar la barra “s”, ir a menú “Object” opción “Move to Front”. 5. Colocar “Motor” en la unión inferior izquierda del mecanismo.
6. Working Model por default activa la opción de Collide la cual hace que los cuer estén en un mismo plano y al momento de cruzarse exista un choque, para este c particular de estudio se desea que las barras pasen encima de otras para logra movimiento deseado, lo anteriorYou're se logra activando la opción Do not collide. Reading a Preview Object Ir a menú Edit opción Select allUnlock , ir afullmenú opción Do not collide. access with a free trial. Download With Free Trial
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el icono deuseful simulación “Ru 7. Observar el movimiento del mecanismo empleando Useful Not
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Se logró satisfactoriamente el movimiento de rotación de la barra “s” y como resul el movimiento de la barra “l” con respecto a “s”.
CONCLUSIONES
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Los objetivos de la práctica de laboratorio sewith cumplieron, Unlock full access a free trial. puesto que se logró de fo satisfactoria la simulación de un movimiento de rotación completo y además cont de un eslabón respecto a otro, por lo cualWith se determina Download Free Trial que el mecanismo elabor si cumplía con la Ley de Grashof.
Así mismo se comprobó de manera física la Ley de Grashof, pues mediant elaboración de un mecanismo similar al simulado en el laboratorio se logró hacer un eslabón rotara completa y continuamente respecto a otro, éste mecanis respetaba el hecho de que la barra más grande y la más chica al sumar sus altu éstas eran menores que la suma de las dos barras de alturas medias, por lo que establece que este mecanismo también cumplió con deonGrashof. Signla upLey to vote this title
Useful Not Para concluir se logró comprender el concepto de cada tipo deuseful movimiento de mecanismo y las características que muestran los puntos internos de dic mecanismos.
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Práctica # 2.- Análisis de Velocidades y Aceleraciones para un Mecanismo Manivela-Biela- Corredera OBJETIVO
Comprender y analizar la cinemática de un mecanismo, utilizando los métodos vi en clase y simulación por medio de computadora, para que el estudiante desarr habilidades en el estudio de velocidades para distintas posiciones.
MARCO TEÓRICO
Se trata de un mecanismo capaz de transformar el movimiento circular en movimi alternativo Dicho sistema está formado por un elemento giratorio denomin manivela que va conectado con una barra rígida llamada biela, de tal forma qu girar la manivela la biela se ve obligada a retroceder y avanzar, produciendo movimiento alternativo.
Es un sistema reversible mediante el cual girando la manivela se puede ha desplazar la biela, y viceversa. Si la biela produce el movimiento de entrada (com el caso de un "pistón" en el motor de un automóvil), la manivela se ve obligada a g You're Reading a Preview
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PROCEDIMIENTO DE LA PRÁCTICA
En la práctica se sugiere usar el problema 15.55 del libro: Mecánica Vectorial p Ingenieros- Dinámica 9ª edición, Beer – Johnston – Cornwell, Mc Graw Hill.
Si la manivela AB tiene una velocidad angular constante de 160 rpm en sen contrario al de las manecillas del reloj, determine la velocidad angular de la varilla y la velocidad del collarín D cuando: a) θ = 0, b) θ = 90°
1. Cambiar las unidades con las que se van trabajar. Ir a menú View opción Numb and Units en Unit System seleccionar el sistema de unidades Inglés en Slugs. You're Reading a Preview Unlock full access with a free trial.
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2. Dibujar rectángulo 1 (manivela) con las siguientes dimensiones: x=1.5 in, y=0 h=0.2 in, w=3 in.
3. Colocar un motor en el extremo izquierdo de la barra como se muestra en la fig Sign up to vote on this title
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6. Dibujar un rectángulo 2 (corredera) con las siguientes dimensiones: h=0.6 in, w= in, y posicionarlo sobre la guía de corredera como se muestra, después arrastra Rigid Joint de la guía hacia el centro del rectángulo 2.
7. Dibujar un rectángulo 3 (biela) con las siguientes dimensiones: h=0.2 in, w=10
8. Insertar un point element en cada uno de los extremos libres de las barras y e centro de la corredera.
9. Unir el centro de la corredera con un extremo de la biela, seleccionar el p element de la corredera, presionar la tecla Shift y seleccionar el point element d biela para que se active el botón Join y darle un clic.
Unión de la corredera y la biela
10. Unir la manivela con la biela
11. En el caso de que la manivela haya movido, You'reseReading a Previewseleccionarla y cambiar el v del ángulo en la parte inferior de la pantalla a = 0⁰. Unlock full access with a free trial.
12. Analizar la manivela con 90º con respecto a la horizontal, para esto, se d ajustar en la parte inferior el Download valor delWith ángulo, asignándole un valor de 1.5 Free Trial radianes, equivalentes a 90º.
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4. Cambiar la rapidez de animación. Ir al menú World opción Accuracy y en la sec Animation Step, seleccionar: No automatic y asignar una velocidad de animación 1000000/min.
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5. Visualizar los vectores de velocidad. (Seleccionar la biela). Ir al menú Define op Vectors, seleccionar Velocity. Realizar lo mismo para el point element de la corred
6. Visualizar las medidas de velocidad. (Seleccionar la biela). Ir al menú Meas opción Velocity seleccionar All. Realizar lo mismo para la corredera.
7. Cambiar las unidades. Ir al menú View opción Numbers and Units More Choic asignar lo siguiente: Rotation: Radians, Time: Seconds. Sign up to vote on this title
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a) Mecanismo con la manivela a 0 grados respecto a la horizontal:
VD=37.548 in/s ω BD=-6.278 rad/s
b) Mecanismo con la manivela a 90º respecto a la horizontal: You're Reading a Preview Unlock full access with a free trial.
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VD=-50.279 in/s ω BD=0.005 rad/s
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Mecanismo con manivela a 90o respecto a la horizontal Velocidad collarín (V D): -50.265483 in/s Velocidad biela (ω BD): 0 rad/s
-50.2479 in/s 0.005 rad/s
CONCLUSIONES
Se cumplieron los objetivos planteados en la práctica ya que se analizó el movimie de un mecanismo eficientemente por dos métodos, el analítico visto en clase y medio de la simulación hecha en Working Model.
Se puede afirmar que la práctica fue un éxito pues los resultados obtenidos a p de la simulación y los obtenidos por medio del método analítico fueron muy pareci solo hubieron ligeras discrepancias al comparar ambos resultados relacionada números decimales, éstas se pueden deber a ajustes en el los comandos de cálc en el software, al número de dígitos con que se trabajó al hacer la comproba analítica o a la naturaleza del método de comprobación utilizado, debido a que es más exacto que otro, pero se concluye que los resultados obtenidos fue correctos.
Se reforzaron los conocimientos adquiridos en clase mediante la elaboración You'reel Reading a Previewdel origen o la naturaleza de marco teórico, en donde se adquirió conocimiento fórmulas que se utilizan en los métodos gráfico y analítico, además la práctica fue Unlock full access with a free trial. gran utilidad porque se aprendió un poco más acerca del uso de Working Mode conocer cómo obtener valores Download de magnitud de velocidad y poder aplicar esto p With Free Trial comprobar situaciones planteadas de la vida real o problemas como los que se en el aula.
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Práctica # 3 Generación de Curva de Acopl ador OBJETIVO
Determinar las curvas de acoplamiento que describen distintos puntos del acopla del mecanismo manivela-balancín desarrollado en la practica 1, por medio simulación en computadora y mecanismos físicos, para que el estudiante compre el comportamiento del movimiento combinado o complejo en cualquier sistema barras articuladas.
MARCO TEORICO
Generación de funci ón : es la correlación de una función de entrada con una fun de salida en un mecanismo. El resultado, por lo general, es un mecanismo de do balancín o un mecanismo manivela-balancín, con entrada y salida de rotación p Un mecanismo manivela-corredera también puede ser un generador de func impulsado por ambos extremos, es decir, rotación de entrada y traslación de salid viceversa.
Reading Generación de trayectoria : esYou're el control de aunPreview punto en el plano de modo que alguna trayectoria prescrita. Esto por lo general se logra con un mecanismo de cu Unlock full access with a free trial. barras manivela-balancín o uno de doble balancín, en donde un punto en el acopla traza la trayectoria de salida deseada. laFree generación de trayectoria no se h DownloadEn With Trial ningún intento de controlar la orientación del eslabón que contiene el punto de inte La curva del acoplador se hace pasar por una serie de puntos de salida desead Sin embargo, es común que se defina la temporización del arribo del punto acoplador hacia las locaciones particulares definidas a través del recorrido. Este c es llamado generación del recorrido con temporización prescrita y es análoga generación de función en esta salida de función específica. Sign up to vote on this title
Generación de movimiento : es el control de una línea en el plano cuando é Useful Not useful asume algún conjunto de posiciones prescritas. Esta orientación del eslabón a la lí es importante. Éste se acompaña con un mecanismo de cuatro barras maniv
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sus
movimien
Formas de curvas de acoplador
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PROCEDIMIENTO DE LA PRÁCTICA
1. Mediante el software de simulación Working Model, realizar el mismo mecanis de la practica 1. 2. Colocar 1 point element en el centro del eslabón acoplador del mecanismo.
3. Seleccionar cada uno de los puntos. Ir a menú Window opción Appearance y ac track connect y track center of mass. Desactivar la opción track outline de cada barra.
4. Correr (Run) la animación y detener (Stop) cuando se hayan dibujado las cu del acoplador.
RESULTADOS
A continuación se exponen las curvas de acoplamiento que mostraron mecanismos realizados al moverse, tanto el hecho en la simulación mediante Wor Model como el hecho físicamente: Mecanismo en la simulación: You're Reading a Preview Unlock full access with a free trial.
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El acoplador del mecanismo en la simulación mostró una curva de acoplamiento
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CONCLUSIONES
Se cumplió el objetivo planteado en la práctica pues se logró analizar las diferen curvas de acoplamiento del acoplador, se observó que al presentar la barra analiz You're Reading a Preview un movimiento combinado o complejo, conforme se analizaba un punto más cerc a la barra más corta, se presentaban movimientos Unlock full access with a freecada trial. vez más circulares hasta se formaba un círculo perfecto derivado de la rotación de la barra corta.
Download With Free Trial No existió una diferencia apreciable entre lo real y lo teórico pues contrastando resultados arrojados por el mecanismo simulado y el mecanismo físico cumpliero previsto mostrando curvas de acoplamiento de pseudoelipse en el punto que analizó en ambas.
Finalmente, se aprendió que las curvas de acoplador serán siempre cerradas importar la forma de las mismas, así se comprobó experimentalmente, además entendió de una mejor manera lo que se vio en clase acerca del movimie Sign up to vote on this title combinado y como se manifiesta a lo largo de todo un elemento y no sólo en un pu
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