Marco terico[editar]
nomenclatura mecanismo manivela-balancnEl mecanismo manivela
balancn esta conformado por 4 barras, y necesariamente la barra ms
corta tendr que ser la manivela, dicha barra ms corta realiza giros
completos, mientras que, la barra unida a tierra o balancn posee un
movimiento de rotacin alternativo.En otras palabras, el mecanismo
manivela balancn tiene la funcin de convertir el movimiento
rotacional de entrada en la manivela, en movimiento oscilatorio de
salida en el balancn.
Algunas aplicaciones comunes del mecanismo manivela balancn son:
el mecanismo de la mquina de coser, el mecanismo de las bombas de
posos de petrleo, el mecanismo de las mquinas elpticas.
Procedimiento para la contruccion del
mecanismo[editar]a.Inicialmente se deben definir las posiciones
extremas del balancn..
b.Se traza una rectacualquiera, que pase por.
c.Se traza, pasando por, formando un ngulocon.
d.El punto de corte de las lneasy, en el punto, se toma como
centro de la manivela.
e.La longitudse obtiene de, pues.
f.La longitudse calcula a partir de.
g.Finalmente se obtiene el mecanismo manivela balancn
ilustrado.Posiciones extremas de balancinLongitud
deManivela-balancn
Anlisis de Posicin[editar]Cierre vectorial
manivela-balancin.
Descomposicin vectorial
Parte Real
Parte Imaginaria
Este sistema de ecuaciones no se puede resolver utilizando un
mtodo lineal por razones trigonometricas, entonces, para resolverlo
se usa en Matlab el comando 'fsolve', la herramienta utiliza
aproximaciones numricas con el mtodo Newton Raphson para obtener
resultados.Se debe crear un archivo '.mfile' que describa los
parmetros, las funciones igualadas a cero y las variables
involucradas.ParmetrosVariables
Descripcin del software[editar]El software esta diseado para
cualquier persona que tenga conocimientos bsicos sobre mecanismos
de cuatro barras y que desee obtener datos de posicin de un
mecanismo manivela-balancn basado en el mtodo de Newton-Raphson.El
software presenta una interfaz muy simple y de fcil uso para que as
pueda lograr los objetivos para lo que fue diseado (calcular la
posicin de un mecanismo manivela-balancn) mostrando grficas
comparativas entre los ngulos iniciales y los ngulos de salida y
luego muestre una simulacin del mecanismo con los parmetros
ingresados.Para la utilizacin del software
debemos:[editar]1.Ingresar los parmetros geomtricos con las
siguientes especificaciones magnitudes de las barras en centmetros
(cm) y ngulos en grados () .2.Luego de llegar las casillas en el
panel de parmetros procedemos a pulsar el botn calcular el cual
internamente har los clculos necesarios para resolver el sistema de
ecuaciones que arrojara los ngulos de salida correspondientes a un
periodo completo de 360 y generara un archivo .xlsx que podr ser
abierto en Excel para observar los resultados de los ngulos de
salida y al final del proceso habilitara el botn graficar.3.Pulsar
el botn graficar para observar la comparacin entre el ngulo de
entrada que por convenciones asumimos como 2 para compararlos con
los ngulos de salida ya calculados en el paso anterior.4.Finalmente
pulsamos el botn simular para obtener una simulacin del movimiento
del mecanismo en un periodo de 360.Nota:-Para un nuevo clculo
despus de realizar todos los pasos anteriores debemos pulsar el
botn salir con el cual le estamos dando una limpieza completa a las
variables y clculos ya almacenados y as poder volver a
calcular.-Para un calculo exitoso debemos tener claro la ley de
Grashoft la cual nos dice que la suma de la barra mas corta y la
barra mas larga es menor o igual a la suma de las otras dos
restantes.Resultados[editar]
Las grficas mostradas representan la comparacin de la posicin de
los ngulos de entrada y salida para as darnos una nocin de la
solucin al sistema de ecuaciones.Para corroborar estos datos el
programa nos genera un archivo de excel donde podemos observar como
para cada iteracion en los 360 grados de posicin nos arroja los
valores que toman los ngulos de salida con respecto a los parmetros
iniciales.Conclusiones y trabajo futuro[editar] Necesariamente la
manivela debe ser la barra mas corta, el mecanismo convierte el
movimiento rotacional en movimiento oscilatorio.
El mecanismo adopta 2 posiciones de ventaja mecnica infinita,
sucede cuando la biela y la manivela se alinean, en estos instantes
la velocidad del balancn es cero.
En comparacin con los anlisis experimentales, los porcentajes de
error son bajos, es decir, la gran mayora de resultados obtenidos
son muy similares a los reales, lo que le da certeza a el modelo
terico.
Los pasos del anlisis de un mecanismo deben comenzar con su
posicin, seguir con su velocidad, pasar a la aceleracin, continuar
con la dinmica y finalizar con los esfuerzos del mecanismo.
Si el mecanismo posee excentricidad, sera llamado mecanismo de
avance rpido, es decir, se notara en el balancn, cuando comienza un
giro una mayor velocidad, aceleracin y avance, para estos casos se
puede utilizar este mtodo de anlisis de posicin.
Mtodos para el anlisis de mecanismos con cualquier numero de
cuerpos slidos.
Mtodos para el anlisis de las velocidades y aceleraciones de los
mecanismos a partir de la posicin.
