Mecanisme
Se li crida mecanisme als dispositius o conjunts de sòlits resistents que reben una energia entrante, a través d'un sistema de transmissió i transformació de moviments, realisen un treball.
Un mecanisme transforma el moviment d'entrada (llineal, circular, oscilante) en un patró desijable; per lo general desenrolla una trayectòria final d'eixida predible, concorde al problema que es desija solucionar una necessitat.
Introducció
[editar | editar còdic]Basant-se en principis de la mecànica es representen els mecanismes per mig d'engranages o rodes dentadas, en els quals es formen sistemes d'equacions, que caracterisen el comportament i funcionament d'un mecanisme. A diferència d'un problema de dinàmica bàsica, un mecanisme no es considera com una massa puntual sino com un conjunt de sòlits rígits enllaçats. Estos sòlits es denominen elements del mecanisme i presenten combinacions de moviments relatius de rotació i translació, que combinats poden donar lloc a un moviment de gran complexitat. Per a l'anàlisis d'un mecanisme usualment són necessaris conceptes com el de centre de gravetat, moment d'inèrcia, velocitat angular, entre uns atres.
La majoria de voltes un mecanisme pot ser analisat utilisant un enfocament bidimensional, lo que reduïx el mecanisme a un pla. En mecanismes més complexos i, per lo tant, més realistes, és necessari utilisar un anàlisis espacial. Un eixemple d'açò és una ròtula esfèrica, la qual pot realisar rotacions tridimensionals.
L'anàlisis dels esforços interns d'un mecanisme, usualment es realisa una volta determinada la seua cinemàtica i dinàmica, i en este periodo es fa necessari modelizar algun dels seus elements com sòlits deformables, i aixina per mig dels métodos de la resistència de materials i la teoria de l'elasticitat es poden determinar les seues deformacions, aixina com les seues tensions, i decidir si els esforços als que estan somesos els elements del mecanismes poden ser adequadament resistits sense trencament o pèrdua de la funcionalitat del mecanisme.
Anàlisis de mecanismes
[editar | editar còdic]L'anàlisis d'un mecanisme es referix a trobar les velocitats, acceleració i forces en diferents parts del mateix, conegut el moviment d'una atra part. En funció de l'objectiu de l'anàlisis poden amprar-se diversos métodos per a determinar les magnituts d'interés entre ells:
Parells cinemàtics
[editar | editar còdic]Reuleaux crida les conexions ideals entre els enllaços de parell cinemàtic. Va fer una distinció entre els parells més alts que es diu que tenen la llínea de contacte entre els dos esclavons més baixos i parells que tenen l'àrea de contacte entre els esclavons. J. J. Phillips, Llibertat en Maquinària, Cambridge University Press, 2006 mostra que hi ha moltes maneres de construir parelles que no encaixen en esta classificació simple.
Parell baix: Un parell inferior és un conjunt d'enllaços ideals la restricció dels quals requerix una curva o superfície en el cos en moviment mantindre contacte en una superfície curva o en el cos fix o un pla en el cos en moviment. Tenim els següents casos:
- Un parell de revolució, o conjunt articulat, requerix una llínea en el cos en moviment a permanéixer co-llineal en una llínea en el cos fix, i un pla perpendicular a esta llínea en el cos en moviment mantindre contacte en un pla perpendicular similar en el cos fix. Açò impon 5 restriccions sobre el moviment relatiu dels enllaços, que per lo tant, té un grau de llibertat.
- Una articulació prismàtica, o deslizador, que requerix que una llínea en el cos en moviment permaneixca co-llineal en una llínea en el cos fix, i un pla paralel a la llínea del cos en moviment mantindre contacte en un pla en paralel a la llínea del cos fix . Això impon cinc restriccions sobre el moviment relatiu dels enllaços, que per lo tant té un grau de llibertat.
- Una articulació cilíndrica requerix que una llínea en el cos en moviment permaneixca co-llineal en una llínea en el cos fix. És una combinació d'una articulació de gir i una junta deslizante. Esta articulació té dos graus de llibertat.
- Una junta esfèrica o esfèrica, requerix que un punt en el cos en moviment mantinga contacte en un punt en el cos fix. Esta articulació té tres graus de llibertat.
- Una junta plana requerix que un pla en el cos en moviment mantinga contacte en un pla en el cos fix. Esta articulació té tres graus de llibertat.
Parells superiors: Generalment, un parell més alt, llimita el contacte entre un punt o una llínea . Per eixemple, el contacte entre una leva i el seu seguidor és un parell més alt cridat leva conjunta. De la mateixa manera, el contacte entre les curves envolventes que formen el mallado dents de dos engranages són articulacions de leva.
Graus de llibertat
[editar | editar còdic]En un mecanisme resulta de fonamental importància determinar el número de graus de llibertat, ya que eixe número entero és precisament el número d'equacions diferencials de segon orde que es requerixen per a descriure completament el mecanisme. El número de graus de llibertat es determina a partir del número d'elements o sòlits que formen el mecanisme i dels parells cinemàtics que lliguen el moviment d'uns elements a uns atres. El número de graus de llibertat es determina segons esta fòrmula:
A on:
- , número de sòlits o elements que conformen el mecanisme.
- és el número de graus de llibertat per sòlit (per a un mecanisme pla serà 3 i per a un mecanisme tridimensional 6).
- , el número de restriccions que impon el k-ésimo parell cinemàtic.
Un cas particular de la fòrmula anterior, és el d'un mecanisme pla sense enllaços redundante, a on el número de graus de llibertat del mateix es poden calcular per mig del criteri de Grübler-Kutzbach:
a on:
- , número de graus de llibertat.
- , número d'elements (esclavons, barres, peces, etc.) d'un mecanisme.
- , número d'unions (parells cinemàtics) que eliminen 2 grau de llibertat.
- , número d'unions (parells) que eliminen 1 graus de llibertat.
Vore també
[editar | editar còdic]
- Este artícul conté una traducció derivada de «Mecanismo» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.