ANÁLISE DE SISTEMA ARTICULADO CURSOR MANIVELA

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
SISTEMAS ARTICULADOS
PROFESSOR ADELAIR COLOMBO

ANÁLISE DINÂMICA E CINEMÁTICA DE UM MECANISMO
CURSOR MANIVELA

Daigo Loss
Eduardo Gaviraghi
Fabrício Antônio Pandolfo
Lucas Brancher Gabardo

Caxias do Sul, junho de 2014
1. INTRODUÇÃO
Este trabalho vai apresentar a aplicação do mecanismo cursor manivela em motor de combustão interna quatro tempos. A partir dos dados fornecidos, serão feitas análises cinemática e dinâmica do mecanismo, apresentando gráficos e desenvolvendo equações.
2. DADOS DO MECANISMO
- Raio da manivela = 50 mm
- Entre centros biela = 168 mm
- Posição do centróide da biela = 40 mm
- Número de rotações = 3000 rpm
- Massa do êmbolo = 1,040 kg
- Massa da biela = 1,200 kg
- Diâmetro do êmbolo = 90 mm
Ângulo da árvore de manivela (graus)
Pressão de combustão (kg/cm2)
0
52
5
72
8
73
10
72
15
63
20
52
30
35
40
23
50
15
60
10
70
8
80
6
100
4
120
3,5
140
3,0
160
2,5
180
2
240
1,5
270 a 540
1
630
1,5
640
2
680
10
700
28
720
52

3. DESENVOLVIMENTO DAS EQUAÇÕES DINÂMICAS E CINEMÁTICAS PELO MÉTODO ANALÍTICO COMPLETO
3.1. Equações para análise dinâmica: Tem o objetivo de estudar as forças que agem sobre os elementos formadores do mecanismo durante o seu movimento, além das relações existentes entre os movimentos dos elementos, suas forças solicitantes e suas massas.

Figura 1 – Variáveis utilizadas nas equações

ACELERAÇÃO DA BIELA

ACELERAÇÃO DO ÊMBOLO

FORÇA DE INÉRCIA DOÊMBOLO

FORÇA DOS GASES DA COMBUSTÃO

MASSAS CINETICAMENTE EQUIVALENTES A BIELA

FORÇAS DE INÉRCIA NAS DUAS EXTREMIDADES DA BIELA

FORÇAS QUE ATUAM NO MECANISMO

Sendo

FORÇAS ATUANTES NO ÊMBOLO

FORÇAS NA PARTE SUPERIOR DA BIELA

FORÇAS NA PARTE INFERIOR DA BIELA

FORÇAS ATUANTES NA ÁRVORE DE MANIVELA

3.2. Equações para análise cinemática: tem por objetivo um estudo puramente geométrico dos mecanismos e dos movimentos dos elementos que constituem estes