BeetleCraft: Introducción al análisis de mecanismos para el diseño de prototipos (Parte 1)

Comencemos con los tipos de mecanismos clásicos que podemos encontrar:
# Mecanismo de 4 barras

# Biela - manivela - corredera

# Whitworth

# Cepillo de manivela

# Biela - manivela - corredera - descentrado

# Mecanismo de palanca

# Junta Oldham

# Pantógrafo

# Ruedas de cámara

# Junta de Hooke

# Rueda de Ginebra

# Mecanismo de trinquete

# Engranaje intermitente

# Mecanismo de escape

# Engranajes

# Tren de engranajes

ANÁLISIS DE POSICIÓN DE MECANISMOS BÁSICOS
Para esta sección necesitaremos:

# SolidWorks 2014 o mayor

# Windows XP, 7 o mayor

# SAM 6.1

Primero bajaremos el software "SAM 6.1" o el más reciente, este es desarrollado por la empresa Artas Engineering Software que puede ser descargado usando el siguiente link: "Artas"

Comenzaremos haciendo el análisis de posición de mecanismos. Para ello, verificaremos el básico "Mecanismo de 4 barras" (Referencia: "Mecanismos y dinámica de maquinaria: Mabie, Reinholtz"), el cual se muestra en la siguiente figura.

Si analizamos el mecanismo podemos obtener lo siguiente:

Podemos usar la "Ley de cosemos" para obtener la relación respecto "Z".

Donde:

Además, el ángulo de salida está dado por:

Para este tipo de mecanismo, es bueno tomar en cuenta la "Ley de Grashoff"

Como ejemplo de "Análisis de posición", usaremos los siguientes datos:

Si resolvemos "Z" tenemos:

En caso de los ángulos interiores, tenemos:

Por lo que el ángulo de salida es:

De la misma manera, podemos usar el programa de SolidWork para realizar el mismo análisis. Comenzaremos dibujando el mecanismo con las referencias mencionadas en el ejemplo.

Luego, dibujaremos dos círculos de referencia del movimiento, tomando los puntos de apoyo como centro del círculo.

Dibujaremos un nuevo mecanismo con un ángulo de entrada de 60°.

Ahora revisaremos el ángulo de salida para comparar los resultados.

Otra manera de analizar el mecanismo, es utilizar SAM 6.1. Para ello, abra el programa y comience a dibujar el mecanismo de cuatro barras como se muestra. Para ello, use la herramienta de construcción de barras que se muestra.

Luego, en cada nodo de clic "Derecho" e ingrese las coordenadas de cada uno de los puntos comenzando en (X = 0 y Y = 0).

Dibujaremos con las coordenadas el mecanismo deseado del ejemplo. Puede usar como referencia el modelo generado en SolidWorks que se muestra.

Ahora ingresaremos un movimiento angular en el nodo de entrada como se muestra en las figuras. Y dos nodos de apoyo.

Configuraremos el movimiento del mecanismo.

Ahora comenzaremos el análisis.

Podemos añadir la opción de ruta para poder observar el movimiento que realizan los dos puntos que nos importan. Para eso haga clic en el nodo y siga los pasos de la figura.

También se pueden agregar los datos que deseamos que salgan en la gráfica del costado.

Y también se pueden exportar los resultados.

Como segundo mecanismo de estudio, usaremos el mecanismo "Biela - manivela - corredera" (Referencia: "Mecanismos y dinámica de maquinaria: Mabie, Reinholtz").

Para analizarlo, usaremos el siguiente diagrama.

La ecuación que puede determinar el desplazamiento de "x" está dada por:

Como ejemplo de "Análisis de posición", usaremos los siguientes datos:

Si resolvemos "x" tenemos:

De la misma manera, podemos usar el programa de SolidWork para realizar el mismo análisis. Comenzaremos dibujando el mecanismo con las referencias mencionadas en el ejemplo.