Anàlisi de Mecanismes: Velocitats, CIR i Tipus de Moviment

Mètodes de càlcul de la velocitat en mecanismes

Mètodes de càlcul de la velocitat de punts d'un mecanisme no accionats pel motor: mètode de velocitats relatives i mètode dels CIR.

Velocitat d'un punt en funció de la velocitat relativa

V = Va + Vba

Velocitat relativa d'un punt d'un sòlid respecte a qualsevol punt d'aquest

Magnitud vectorial de mòdul, el producte de la velocitat angular per la distància entre ambdós punts i de direcció perpendicular a la línia d'unió dels dos punts.

Centre Instantani de Rotació (CIR)

Punt que es troba com a intersecció de les rectes perpendiculars als vectors velocitat dels punts del sòlid.

Com determinar els CIR

Per inspecció directa o per la llei dels tres centres.

CIR en moviment rectilini

Si un membre té moviment rectilini, el seu CIR es troba sobre qualsevol punt perpendicular a la direcció del moviment i a l'infinit.

Determinació dels CIR en un mecanisme

1. Esbrinar el nombre de CIR que hi ha al mecanisme (N).
2. Fer una llista amb tots els CIR i les combinacions possibles.
3. Localitzar els CIR sobre la figura: immediats en articulacions, altres per la llei d'A. Kennedy.

Llei d'Aronhold-Kennedy o dels tres centres

Quan tres sòlids es mouen relativament entre ells, els tres CIR es troben alineats.

Casos de moviment en un mecanisme de 4 barres

L1 + L4 <= L2 + L3

• -1 + curta -> 2 i 4 manovelles (doble manovella).
• -4 + curta -> 4 manovella i 2 balancí. S'anomena Manovella&balancí.

L1 + L4 > L2 + L3

• -1 + curta -> 2 i 4 balancins. Doble balancí.
• -4 + curta -> 2 i 4 balancins. Doble balancí.

Conceptes bàsics de mecanismes

Màquina

Sistema format per un o més conjunts mecànics amb ports mòbils i eventualment per altres conjunts, concebut per realitzar una tasca determinada, que normalment comporta la realització de treball o la transformació d'energia.

Aparell

És com una màquina però el seu principi de funcionament bàsic no és mecànic sinó que pot ser elèctric, electrònic, informàtic,...

Mecanisme

Conjunt d'elements mecànics que realitzen funcions de guiatge i transmissió relacionades amb els moviments i les forces en el si d'una màquina.

Membre

Element d'una màquina o un mecanisme que pot ser sòlid o líquid, rígid o quasi rígid. Es relacionen entre ells amb peces unides rígidament.

Peça: És cada una de les parts elementals que constitueixen un membre.

Cadena cinemàtica

Conjunt o subconjunt de membres d'un mecanisme enllaçats entre si, com són el pistó-biela-manovella, la transmissió per cadena d'una bici,...

Estructura

Conjunt d'elements mecànics que formen una màquina sense moviment. Bàsicament suporten les forces que produeixen a la màquina.

Tipus de membres d'un mecanisme

Binaris, ternaris, quaternaris,...

Tipus de moviment

Moviment continu, intermitent o alternatiu. Dins d'això pot ser de rotació pura/alternativa, de translació pura/alternativa.

Parell cinemàtic

És el tipus d'unió que uneix 2 mecanismes o els enllaça.

Parell cinemàtic inferior

Contacte entre membres és una superfície (revolució/lliscant guiada).

Parell cinemàtic superior

Contacte és un punt o una recta (lliscament/no...).

Grau de llibertat

El nombre de moviments relatius i independents que poden existir entre els seus membres.

Tipus de parells cinemàtics inferiors

• Revolució o articulació: Superfície de contacte de revolució guiades lateralment. GL=1.
• Parell prismàtic: Moviment relatiu i independent de translació entre dos membres. GL=1.
• Parell cilíndric: 2 moviments relatius i independents entre els 2 membres. GL=2.
• Parell esfèric: Superfícies de contacte esfèriques. GL=3.
• Parell pla: Superfícies de contacte planes amb 3 moviments relatius, enllaç no assegurat. GL=3.
• Parell helicoidal: Moviment de translació dependent de la rotació, superfície de contacte helicoidal. GL=1.