Práctica Viii.docx

Universidad Nacional de Trujillo Ingeniería Mecánica

Teoría de máquinas y mecanismos Mg. Ing. Javier León Lescano

PRÁCTICA VIII ANÁLISIS CINETOSTÁTICO DE MECANISMOS PLANOS Como se sabe del curso de mecánica, en el caso más general todas las fuerzas de inercia del eslabón BC (el cual realiza un movimiento complejo en el plano y que posee un plano de simetría paralelo al plano de movimiento), pueden ser reducidas a una sola fuerza de inercia Fi, aplicada en el centro de masas G del eslabón y a un par de fuerzas de inercia, cuyo momento es Mi.

La fuerza Fi puede ser determinada mediante la fórmula: Fi = −m.aG Dónde: Fi es el vector de la fuerza de inercia del eslabón BC. m es la masa del eslabón en kilogramos. aG es el vector de la aceleración total del centro de masas G del eslabón en m/s2. El momento Mi del par de inercia está dirigido en dirección contraria a la aceleración angular α y puede ser determinado con la fórmula siguiente: Mi = −IG.α Dónde: IG es el momento de inercia del eslabón con respecto al eje que pasa por el centro de masas G y es perpendicular al plano de movimiento del eslabón. α es la aceleración angular del eslabón.

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Ejemplo 1: Hallar la carga inercial de todos los eslabones del mecanismo de manivela deslizador mostrado.

Datos: Longitudes de los eslabones: LAB = 0,074 m, LBC = 0,200 m; Posiciones de los centros de masas de los eslabones: LAG1 = 0,020 m, LBG2 = 0,060 m, LCG3 = 0 m; Masas de los eslabones: manivela m1 = 10 kg, biela m2 = 0,5 kg, deslizador m3 = 0,4 kg; Momento central de inercia de la biela IG2 = 0,0018 kg⋅m2; Velocidad angular de la manivela constante e igual a ω1 = 200 rad/s. Resolver el problema para la posición de la manivela ϕ1 = 45°.

Ejemplo 2: Realizar el análisis de fuerzas del mecanismo de cuatro barras mostrado, en la posición que se corresponde con ϕ1 = 40°.

Datos: Longitud de los eslabones lAB = 0,100 m; lBC = 0,250 m; lCD = 0,200 m; lAD = 0,300 m; lAG1 = 0,050 m; LBG2 = 0,125 m; lCG3 = 0,100 m;

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Cargas sobre los eslabones del mecanismo F1 = 6 N, dirigida a lo largo del eslabón; F2 = 40 N está dirigida bajo un ángulo de -30° con respecto al eslabón 2; F3 = 20 N aplicada perpendicularmente al eslabón 3; M2 = 0,4 N.m; M3 = 0,7 N.m. La dirección de los momentos se muestra en el esquema. El momento compensador Mcom está aplicado al eslabón 1.

Ejemplo 3: Realizar el análisis de fuerzas del mecanismo de manivela-deslizador de un compresor mostrado en la figura, en la posición dada cuando ϕ1 = 45°.

Datos: Longitudes de los eslabones: lAB = 100 mm; lBC = 400 mm; lAG1 = 20 mm; lBG2 = 100 mm Cargas sobre los eslabones del mecanismo: F01 = 400 N, dirigida a lo largo de la línea AB y está aplicada en el punto G1; F02 = 600 N está dirigida bajo un ángulo de ϕ2 = 60° con respecto a la línea BC y está aplicada en el punto G2; F03 = 1000 N aplicada a lo largo de la línea Ax, su línea de acción pasa por el punto C; M02 = 8,0 N.m; la dirección del momento se muestra en el esquema. El par compensador Mcom está aplicado al eslabón 1.

Preguntas: 1. Haga el reporte de la práctica, resolviendo todos los ejemplos. 2. Identificar dos mecanismo, uno 4 barras y otro de 6, en aplicaciones reales (mecanismos planos). Anotando los datos dinámicos. 3. Anote algunos comentarios y conclusiones de la práctica.

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