Dinmica de MquinasDaniel Milovic S.2000Sntesis

ContenidoDiseo: Anlisis y SntesisTcnicas de sntesisSntesis CualitativaSntesis de tipoSntesis CuantitativaSntesis DimensionalGeneracin de funcin, trayectoria y movimientoCondiciones lmitesAgarrotamientongulo de transmisin

DiseoLa mayor parte del diseo en ingeniera comprende una combinacin de Sntesis y Anlisis. No puede analizarse algo si no se ha sintetizadoLa gran mayora de los cursos para ingenieros consideran tcnicas de anlisis para diversas situaciones.AnlisisSntesis

DiseoMuchos problemas de diseo de mquinas requieren la creacin de un dispositivo con caractersticas de movimiento particulares, como desplazar una herramienta desde A hasta B en un intervalo de tiempo, la necesidad de eslabonamientos para generar movimientos deseados.AnlisisSntesis

Tcnicas de SntesisSntesis CuantitativaSntesis CualitativaSntesis de tipoSntesis Dimensional

Sntesis CualitativaEs la creacin de soluciones potenciales en ausencia de un algoritmo bien definido que pronostique la solucin

Sntesis de TipoEs definir el tipo apropiado de mecanismo que puede ser adaptado al problema

Sntesis CuantitativaEs la generacin de una o ms soluciones de un tipo particular que se sabe que es adecuado para el problema, de solucin cuantificable

Sntesis DimensionalAplicada a un eslabonamiento, es la determinacin de los tamaos (Longitudes) de los eslabones necesarios para realizar los movimientos deseados

Sntesis CualitativaLa mayora de los problemas reales de diseo tienen ms variables que ecuaciones disponibles para describir el comportamiento del sistema, no se pueden simplemente resolver ecuaciones para llegar a una solucin.Hay que crear una solucin potencial y juzgar tambin su calidad. Luego determinar su vialidad y iterar entre sntesis y anlisis, hasta quedar satisfecho con el resultadoMedios y tcnicas del proceso: Mesa de dibujo, CAD, Modelacin en cartulina, Programas de computacin

Es la creacin de soluciones potenciales en ausencia de un algoritmo bien definido que pronostique la solucin

Sntesis CualitativaLos programas Fourbar,Fivebar, Sixbar, Dinafour, Dynacam, Matrix y Engine efectan sntesis, pero sobre todo son medios de anlisis. Pueden analizar una solucin de mecanismo tan rpidamente, que su salida grfica dinmica aporta una retro-alimentacin visual casi instantnea acerca de la calidad del diseo. Entonces el proceso se convierte en diseo cualitativo por anlisis sucesivos, que es realmente una iteracin entre sntesis y anlisis. Mediante programas de computacin

Sntesis de TipoEs definir el tipo apropiado de mecanismo que puede ser adaptado al problema Es una sntesis cualitativa, que requiere algo de experiencia y conocimiento de los diversos tipos de mecanismos que existen, y que tambin pueden ser factibles desde el punto de vista del funcionamiento y manufactura

Sntesis Cuantitativa o AnalticaEs la generacin de una o ms soluciones de un tipo particular que se sabe que es adecuado para el problemaSu tipo de solucin puede cuantificarse (Medirse mediante ecuaciones) Si la respuesta es conveniente o adecuada, o si se necesita anlisis y iteracin en la optimizacin del diseo.

Sntesis DimensionalAplicada a un eslabonamiento, es la determinacin de los tamaos (Longitudes) de los eslabones necesarios para realizar los movimientos deseadosPuede ser una forma de sntesis cuantitativa, si se define un algoritmo para el problema particular, pero tambin puede ser una forma de sntesis cualitativa si hay ms variables que ecuaciones.Supone que mediante la sntesis de tipo, ya se ha determinado que un eslabonamiento (o leva) es la solucin ms apropiada al problema

Ejercicio de sntesisSuponer que hay que disear un dispositivo para rastrear un movimiento rectilneo de una parte de un transportador de banda, y adems rociarla con un revestimiento qumico a medida que pasa. Lo anterior debe hacerse con velocidad constante alta, con gran repetibilidad y gran exactitud, y tambin debe ser confiable. Adems la solucin no debe ser costosaSintesis Cualitativa.- Si se desea innovar y realizar un mecanismo completamente nuevo, se esta realizando una sntesis cualitativa. 1

Ejercicio de sntesisSuponer que hay que disear un dispositivo para rastrear un movimiento rectilneo de una parte de un transportador de banda, y adems rociarla con un revestimiento qumico a medida que pasa. Lo anterior debe hacerse con velocidad constante alta, con gran repetibilidad y gran exactitud, y tambin debe ser confiable. Adems la solucin no debe ser costosaComo en realidad existen una serie de dispositivos que cumplen con el movimiento rectilneo, se analiza si es posible utilizar alguno de ellos. Se esta realizando una sntesis de tipo de mecanismo. 2

Ejercicio de sntesisEl movimiento de lnea recta puede lograrse por:Pin - CremalleraTuerca - TornilloUn eslabonamiento de lnea rectaUna leva-seguidorUn cilindro neumtico (o de aire)Un cilindro hidrulicoUn Solenoide (Electromagntico)Un robototros mtodos desconocidos por el diseador3

Ejercicio de sntesisLa sntesis del tipo significa seleccionar en forma apropiada, el mecanismo ms adecuado para solucionar el problema.En este caso, cada uno de los dispositivos para conseguir un movimiento de lnea recta tiene ventajas y desventajas respecto a los dems.4

Ejercicio de sntesisPara el tipo de mecanismo seleccionado, por ejemplo, un pistn hidrulico, hay que seleccionar entre los diversos pistones hidrulicos, cual es el que ms se adecua, por ejemplo, simple efecto, doble efecto, etc. En esta etapa, es posible calcular, es decir, hacer una sntesis cuantitativa. Finalmente, hay que dar dimensiones al mecanismo, o seleccionar alguno de tamao adecuado desde lista de proveedores. Se esta realizando una sntesis dimensional.5

Mecanismos se usan paraGeneracin de MovimientoGeneracin de FuncinGeneracin de Trayectoria

Generacin de Funcin Generacin de Funcin es la correlacin de un movimiento de entrada con un movimiento de salida de un mecanismo. (El sistema leva-seguidor es una forma de generador de funciones mecnico)

Generacin de TrayectoriaGeneracin de trayectoria es el control de un punto en un plano tal que siga alguna trayectoria prescrita. (Mecanismo de 4 barras en que algn punto del acoplador describe la trayectoria deseada)

Generacin de MovimientoGeneracin de Movimiento es el control de una lnea en el plano, que asume algn conjunto prescrito de posiciones secuenciales. Aqu, a diferencia de la trayectoria, interesa la orientacin del eslabn que contiene la lnea. Por ejemplo, el control del cucharn de un buldozer para excavar, recoger y vaciar la tierra de excavacin

Condiciones LmitesPara evaluar la calidad de los dispositivos, hay muchos criterios. Algunas evaluaciones simples y rpidas son:AgarrotamientoAngulo de transmisin

AgarrotamientoHay que comprobar que el eslabonamiento puede alcanzar todas las posiciones de diseo, sin encontrar una posicin lmite o de agarrotamiento. Las posiciones de agarrotamiento se determinan por la colinealidad de dos de los eslabones mviles

Es importante sealar que el agarrotamiento es indeseable solo si impide el eslabonamiento pase de una posicin a otra. En otras circunstancias el agarrotamiento es muy til. Por ejemplo, cuando la cadena se mueve ligeramente mas all de la posicin de agarrotamiento y contra un tope o paro fijo. Cualquier intento de para invertir el movimiento har que se trabe fuertemente contra el tope.

ngulo de transmisinOtra prueba para juzgar la calidad del eslabonamiento es el ngulo de transmisin. Puede realizarse analticamente, grficamente en dibujo o modelo en cartulinaEl ngulo de transmisin es el ngulo entre el eslabn de salida y el acoplador y se toma como el valor absoluto del ngulo agudo del par de ngulos formados en la interseccin de los dos eslabones, y vara continuamente desde un valor mximo hasta uno mnimo a medida que el eslabonamiento pasa por su intervalo de movimiento

Fuerzas transmitidasEl torque T2 transmite una fuerza en el acoplador F34, cuya componente perpendicular a 4 produce el torque T4Para transmitir fuerzas, el ngulo de transmisin ptimo es 90Los diseadores tratan de mantener esta ngulo mayor de 35Si no se transmite fuerza, el ngulo puede ser menor an.