Mecanismo Manivela Biela Corredera

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Mecanismo Manivela Corredera El mecanismo manivela corredera Es un mecanismo que transforma un movimiento rotacional en un movimiento de traslación, o viceversa. El ejemplo actual más común se encuentra en el motor de combusón interna de un automóvil, en el cual el movimiento lineal del pistón producido por la explosión de la gasolina se trasmite a la biela y se con- vierte en movimiento circular en el cigüeñal. Análisis de posición Ecuación de Lazo R2+R3-R4=0 Donde R2= r2 û2= r2(cos θ2 i + sen θ2 j) R3= r3 û3= r3(cos θ3 i + j sen θ3j) R4= x4 Sustuyendo

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Mecanismo Manivela Corredera

El mecanismo manivela corredera

Es un mecanismo que transforma un movimiento rotacional en un movimiento de traslación, o viceversa.

El ejemplo actual más común se encuentra en el motor de combustión interna de un automóvil, en el cual

el movimiento lineal del pistón producido por la explosión de la gasolina se trasmite a la biela y se con-

vierte en movimiento circular en el cigüeñal.

Análisis de posición

Ecuación de Lazo

R2+R3-R4=0

Donde

R2= r2 û2= r2(cos θ2 i + sen θ2 j)

R3= r3 û3= r3(cos θ3 i + j sen θ3j)

R4= x4

Sustituyendo

Page 2: Mecanismo Manivela Biela Corredera

r2(cos θ2 i + sen θ2 j) + r3(cos θ3 i + sen θ3j) - x4= 0i + 0j

r2cos θ2 i + r2sen θ2 j + r3cos θ3 i + r3 sen θ3j - x4 i= 0i + 0j

(r2cos θ2 + r3cos θ3 - x4)i+ ( r2sen θ2 + r3 sen θ3) j = 0i + 0j

Sistema de ecuaciones

r2cos θ2 + r3cos θ3 - x4= 0

r2sen θ2 + r3 sen θ3 = 0

Datos:

Entrada Salida

r2 θ3

r3 x4

θ2

Resolviendo el sistema

θ3=

x4= r2 cos θ2 + r3 cos

Análisis de Velocidad

Entrada Salida

ω2 ω3

Vx4

V2+V3-V4=0

V2= ω2 x R2= ω2 k x r2(cos θ2 i + sen θ2 j)

V3= ω3 x R3= ω3 k x r3(cos θ3 i + sen θ3 j)

V4= Vx4 i

Sustituyendo

ω2 k x r2(cos θ2 i + sen θ2 j) + ω3 k x r3(cos θ3 i + sen θ3 j) - Vx4 i

ω2 r2cos θ2 j - ω2 r2 sen θ2 i + ω3 r3cos θ3 j - ω3 r3 sen θ3 i—Vx4 i

Sistema de ecuaciones

- ω2 r2 sen θ2 - ω3 r3 sen θ3 - Vx4 i= 0

ω2 r2cos θ2 + ω3 r3cos θ3 = 0

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Resolviendo el sistema de ecuaciones

ω3=

Vx4= -ω2 r2 sin(θ2) - ω3 r3 sin(θ3)

Análisis de Aceleración

Entrada Salida

α2 α4

Ax4

A2+A3-A4=0

A2= α2 x R2 - ω22 R2

A3= α3 x R3 - ω32 R3

A4=Ax4

α2k x r2(cos θ2 i + sen θ2 j) - ω2k2 r2(cos θ2 i + sen θ2 j) + α3k x r3(cos θ3 i + sen θ3 j) - ω3k2 r3(cos θ3 i

+ sen θ3 j) - Ax4= 0i + 0j

α2 r2cos θ2 j - α2 r2sen θ2 i - ω22 r2cos θ2 i - ω22 r2sen θ2 j + α3 r3cos θ3 j - α3 r3sen θ3 i - ω32 r3cos

θ3 i - ω32 r3sen θ3 j - Ax4i = 0i + 0j

Parte real

- α2 r2sen θ2 - ω22 r2cos θ2 - α3 r3sen θ3 - ω32 r3cos θ3 - Ax4 = 0

Parte imaginaria

α2 r2cos θ2 j - ω22 r2sen θ2 j + α3 r3cos θ3 j - ω32 r3sen θ3 j = 0

Resolviendo el sistemas de ecuaciones

α3=

Ax4= (- α2 r2sen θ2 - ω22 r2cos θ2 - α3 r3sen θ3 - ω32 r3cos θ3)

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Imagen del mecanismo ensamblado

Imagen del mecanismo en explosión

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Lista de partes

Planos de piezas

Tierra

Perno

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Perno 2

Eslabón r2

Eslabón r3

Cilindro

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Pistón

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Créditos

FES Aragón, UNAM

Ingeniería Mecánica

Introducción al estudio de los mecanismos

Diego Cruz Galván

2011