Mecanismo de 4 barra

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sÍndice

1-Introdução 1
2-Descrição do mecanismo 2
3-Caracterização dos pares cinemáticos 4
4-Estudo da mobilidade 4
5-Centros Instantâneos de Rotação (CIR) 5
6- Classificação do mecanismo segundo Grashof 7
7- Ângulo de transmissão e pontos mortos 7
8- Análise cinemática 8
8.1- Análise vectorial da posição e deslocamento 8
8.2- Cálculo de posição 10
8.2- Análise das velocidades pelométodo dos CIR’s 13
8.3- Análise das acelerações na barra de saída 15
9- Análise dinâmica 15

1-Introdução

O trabalho seguinte insere-se no âmbito da unidade curricular de Mecânica Geral, inserida no segundo semestre do primeiro ano do plano de estudos do mestrado em Engenharia Mecânica na Universidade do Minho. O objecto de estudo deste trabalho é analisar o mecanismo utilizado emIntegradora II com o apoio do software Work Model. Os tópicos que serão abordados ao longo do trabalho serão a descrição do mecanismo, a caracterização dos pares cinemáticos, o estudo da mobilidade do sistema, análise cinemática e dinâmica com comparação entre os resultados obtidos pelo método analítico e o software da simulação, e por último, através do software, determinação de tensões.
O estudocinemático tem como objectivo a análise de movimentos, velocidades e acelerações, desprezando as forças que envolvem o movimento. A cinemática analisa o movimento do mecanismo (cinemática directa) ou define a geometria do mecanismo (cinemática inversa).
O estudo dinâmico constitui uma segunda etapa do projecto, que tem como objectivo estudar as forças a que estão sujeitas cada componente domecanismo.

2-Descrição do mecanismo

As seguintes figuras apresentam um esquema do mecanismo em estudo, assim como os elementos que o compõem no instante inicial e no instante de lançamento do projéctil.
Fig. 1- Mecanismo de quatro barras no instante inicial Fig. 2- Mecanismo de quatro barras no instante de lançamento do projéctil | |
As barras que constituem o mecanismo têm os seguintescomprimentos (figura 1):
* AB=100mm
* BC=300mm
* CD=200mm
* DE=100mm
* EF=200mm
* BE=350mm

Basicamente, o funcionamento deste mecanismo de quatro barras consiste numa manivela 2 – o elemento motor – que descreve um movimento de rotação transmitindo uma velocidade à biela 3 – o elemento intermédio – no qual descreve um movimento misto (movimento de translação e rotação)gerando um movimento de rotação à manivela 4 – o elemento movido. O fixe 1 – elemento fixo – não descreve qualquer movimento em relação às outras três barras. Sendo assim, o mecanismo admite apenas movimentos planos.
Como se pode verificar nas figuras, o mecanismo em causa tem algumas especificações, de modo a proceder ao lançamento do projéctil. Deste modo, a barra motora tem um movimento de rotaçãode cerca de 5º (entre os 49º e os 54º) e a barra movida (barra que lança o projéctil) uma rotação de cerca de 30º (entre os 270º e os 300º).
3-Caracterização dos pares cinemáticos

Os pares cinemáticos são ligações que tem como objectivo estabelecer contacto entre componentes. Como se pode constar na tabela 1, os pares cinemáticos, do mecanismo em causa, têm características semelhantes. Aforma é fechada, porque a trajectória de todos os pontos do componente é perfeitamente definida, relativamente ao componente seguinte. Como o contacto é superficial, este designa-se por inferior. O movimento relativo permitido pelos pares cinemáticos é a rotação ou oscilação num plano, assim os pares cinemáticos designam-se por rotóides.

Par cinemático | Classificação |
| Forma | Contacto |Movimento |
O12 | Fechado | Inferior | Rotóide |
O23 | | | |
O34 | | | |
O41 | | | |
Tabela 1- Classificação dos pares cinemáticos do mecanismo em estudo
4-Estudo da mobilidade

Um corpo livre tem possibilidade de movimentos de translação e de rotação, em relação aos três eixos cartesianos. Cada uma destas possibilidades designam-se por grau de liberdade.
O número de...
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