Practica2 Lab v6 Mecanismo 4 Barras Bm

PRACTICA DE LABORATORIO Nº 2

TEORIA DE MAQUINAS

09/03/2005 1 / 12

MECANISMO DE CUATRO BARRAS Y BIELA MANIVELA

APELLIDOS: NOMBRE:

APELLIDOS: NOMBRE:

V6

PRACTICA LABORATORIO 2

09/03/2005 2 / 12

PRACTICA 2: Mecanismo de cuatro barras y biela manivela. DURACIÓN: 2 HORAS OBJETIVO El objetivo de esta práctica de la asignatura es fomentar el necesario contacto que debe tener el estudiante con los mecanismos reales. El alumno observará los diferentes comportamientos, tanto cinemático como dinámico, que presentan los mecanismos dependiendo de las diferentes configuraciones que les hagan adoptar y como se adecuan en mayor o menor medida a los fines para los que se apliquen. El alumno verá diferentes aplicaciones prácticas de estos mecanismos en diferentes máquinas de uso común. FUNDAMENTOS TEÓRICOS Los fundamentos teóricos son los correspondientes a los temas 2 y 3 de la asignatura. Son necesarias las siguientes igualdades:

• Mecanismo de cuatro barras:

1 r

3

e θ

2 θ

2 r

e r 4

r

4 θ

A

B

1 r

θ

P θ

2 θ

2 r

3 r

e r 4

r

4 θ

P

A

B rP

Leyes de Grashof

1. 4321 rrrr +<+ Doble manivela. 2. 4321 rrrr +=+ Paralelogramo articulado. 3. 4321 rrrr +>+ y 3241 rrrr +>+ Doble balancín.

Sabemos que en el análisis de la posición se cumple:


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( )

( )3

24

223

3

4

24

223

4

2212

22

1

22

2212

22

12

2cos

2cos

cos2

cos2

rrrrr

rrrrr

rrrr

senrsen

rrrrr

e

ee

e

ee

e

e

−+=−

−−=−

−+−=

−+=

θθ

θθ

θ

θθ

θ

• Mecanismo biela- manivela:

1r

3θ

2θ2r

3rP

A

Bh

x1r

3θ

2θ2r

3rP

A

Bh

x

Sabemos que en el análisis de la posición se cumple:

3322

3

223

coscos θθ

θθ

rrxrsenrharcsen

+=

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −=

Trayectoria de un punto unido asociado a la biela. Tanto en el mecanismo de cuatro barras como en el mecanismo biela-manivela, sabemos que la posición de un punto P unido a la biela tiene una posición cuyas coordenadas cartesianas respecto un sistema de referencia situado en la articulación 1-2 son:


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( )( )PPP

PPP

senrsenryrrx

θθθθθθ

++=++=

322

322 coscos

donde θP es el ángulo formado por la línea AP con la dirección de la biela. DESCRIPCION DE LA PRÁCTICA La práctica se realizará con un tablero, unas barras y una deslizadera que se articularán entre sí para hacer una maqueta de mecanismo de cuatro barras y una maqueta del mecanismo biela-manivela. Es así mismo necesario disponer de una regla, un transportador de ángulos y un lápiz o bolígrafo.

• Mecanismo de cuatro barras. Construcción de las diferentes configuraciones posibles y clasificación del mecanismo resultante. Utilizando los agujeros A, B y C del tablero y las barras ,debe montar mecanismos de cuatro barras articulados con tornillos. Anote la distancia entre las articulaciones de cada una de las barras y describa ante que tipo de configuración nos encontramos atendiendo a las leyes de Grashof.

r1 r2 r3 r4 Configuración Construcción del mecanismo en configuración doble manivela con r1= 90, r2= 180, r3= 180 y r4= 180.


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Tabla que muestra la relación entre el ángulo de entrada θ2 frente al ángulo de salida θ4: θ2 1 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 θ4 Teoricoθ4 Comparación con los valores teóricos. Construcción del mecanismo en configuración doble balancín con r1= 180, r2= 180, r3= 90 y r4= 180.

Tabla que muestra la relación entre el ángulo de entrada θ2 frente al ángulo de salida θ4: θ2 45 52 60 67 75 82 90 97 θ4 Teóricoθ4 Comparación con los valores teóricos. Determinación de la trayectoria de un punto asociado a la biela P con rP = 90 y θP = 180. θ2 45 52 60 67 75 82 90 97 xP yP Teórico xP Teórico yP


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• Mecanismo biela – manivela. Construcción del mecanismo biela - manivela con r2= 110, r3= 180 y h = 0.

Tabla que muestra la relación entre el ángulo de entrada θ2 frente a l a posición de la deslizadera r4: θ2 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 r4 Teórico r4 Determinación de la trayectoria de un punto asociado a la biela P con rP = 90 y θP = 0°. θ2 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 xP yP Teórico xP Teórico yP


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APLICACIONES PRÁCTICAS MECANISMO DE CUATRO BARRAS

• Suspensiones de vehículos. Automóviles

Motocicletas


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Bicicletas

Quads.

• Mecanismos de traslación.

Limpiaparabrisas de autobús. Mecanismo de realce de asiento de automóvil.


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Brazo de robot

Grua.

• Mecanismos manivela-balancín.

Máquina de coser.


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Trole ferroviario.

Steeper

• Articulación de puertas.


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• Cierre automático de puertas.

MECANISMO BIELA MANIVELA • Motores de explosión.

Obsérvese a la derecha el sistema cuatro barras para variar la cilindrada.

• Suspensión Mc Pherson • Ventanas, patas de somier, portezuelas con sujeción. • Maquinaria de laboratorio (verificador de amortiguadores).


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• Triángulos deformables.

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