sintesis de mecanismos

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TIJUANA

INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA

ANÁLISIS Y SÍNTESIS DE MECANISMOS

T13

INTRODUCCION A LA SINTESIS DE MECANISMOS

SANDOVAL PARRA VÍCTOR EDGAR

NO. CONTROL: 11210917

1EM4B

ING. MARCO ANTONIO MARTÍNEZ MANRÍQUEZ

6 DE MAYO DE 2013

Introducción a la síntesis de mecanismos Análisis Síntesis de MecanismosT13 1EM4B

INTRODUCCIÓN A LA SÍNTESIS DE MECANISMO

Introducción a la síntesis de mecanismos - Con el análisis de un mecanismo se puede encontrar la respuesta de un sistema mecánico ante diversas solicitaciones. Permite hallar, por ejemplo, las características del movimiento de una manivela, de la trayectoria descrita por un punto de acoplador o biela, de la velocidad de un punto o de la distribución de acciones de inercia.

Inversamente, se conoce como síntesis cuando, dadas unas exigencias de funcionamiento, se crea el mecanismo que resuelva o tienda a resolver dichos requisitos. Permite encontrar, por ejemplo, las dimensiones de un mecanismo de cuatro barras tal que la manivela conducida genere una relación de parámetros del mecanismo con tres puntos de precisión (tres posiciones del mecanismo), o para que la trayectoria descrita pase por determinados puntos, o para que la velocidad de un punto tenga un valor especificado.

La síntesis de mecanismos permite determinar el mecanismo capaz de ofrecer una respuesta preestablecida.

Síntesis: proceso sistemático, sin procedimiento de iteración, de seleccionar y organizar varios elementos de la manera apropiada, para generar las soluciones deseadas, halladas desde unas restricciones y requerimientos de funcionamiento.

Análisis: proceso sistemático para verificar la solución existente.

En los procesos de ingeniería, los problemas de síntesis pueden generar múltiples soluciones aceptables mientras que los problemas de análisis poseen una única respuesta correcta.

Tipos de Síntesis

La síntesis de mecanismos se puede subdividir y clasificar en muchos apartados según el criterio utilizado para su clasificación.

Síntesis de tipo. Síntesis de número. Síntesis dimensional.

A la unión de las dos primeras, es decir al conjunto de las síntesis de tipo y de número también se le llama síntesis estructural o elección del tipo de mecanismo.

Sandoval Parra Victor Edgar 11210917


Síntesis de tipo

La síntesis de tipo consiste en la elección del tipo de eslabones que van a componer el mecanismo. Por ejemplo elegir si el mecanismo va estar compuesto por palancas, levas, engranajes, correas, etc. o por una determinada combinación de los elementos.

Síntesis de número

La síntesis de número trata de la elección del número de los elementos elegidos anteriormente y del número de pares de unión entre ellos que van a formar parte del mecanismo.

Síntesis dimensional

La síntesis dimensional trata de determinar las dimensiones de los diferentes elementos que componen el mecanismo para que éste realice el trabajo previsto.



Espaciamiento de puntos - Entre los puntos se presentarán desviaciones, conocidas con el nombre de errores estructurales. Uno de los problemas del diseño de eslabonamiento consiste en seleccionar un conjunto de puntos de precisión para utilizarlos en la síntesis, de tal modo que se minimice el error estructural. El mejor espaciamiento de estos puntos es el llamado espaciamiento de Chebychev.

Para n puntos en el intervalo X0 ≤ X ≤ X(n+1) el espaciamiento Chebychev, según Freudensteín y Sandor, en donde X son los puntos de precisión.

La mejor aproximación de eslabonamiento a una función ocurre cuando se ecualiza el valor absoluto del error estructural máximo entre los puntos de precisión y en ambos extremos del intervalo. Se utiliza espaciamiento de Chebyshev de los puntos de precisión para minimizar el error estructural. Esta técnica, basada-en polinomios de Chebyshev ,se emplea a menudo como "primera estimación", aunque sólo es aplicable en casos especiales.

Una vez finalizada la síntesis, se puede determinar el error estructural resultante del mecanismo, seguido de una evaluación y alteración de la colocación de los puntos de precisión para mejorar la exactitud del mismo. Dos técnicas para situar los puntos de precisión minimizando el error estructural son la fórmula de re-espaciamiento de Freudenstein y la técnica directa de espaciamiento óptimo de Rose-Sandor. Ambas se basan en el hecho de que si reducimos el espacio entre puntos de precisión

adyacentes también reducimos el error extremo entre ello, y viceversa.

Existe una construcción sencilla para determinar el espaciamiento de Chebyshev como estimación inicial. Los puntos de precisión pueden situarse gráficamente; se traza un círculo cuyo diámetro es proporcional al intervalo del parámetro independiente (Δx).

Luego se inscribe un polígono equilátero regular de 2n lados (donde n = número de puntos de precisión prescritos) en el círculo, de modo que dos lados del polígono queden verticales. Si dibujamos líneas perpendiculares al diámetro horizontal que pasen por cada esquina del polígono, estas líneas intersecarán el diámetro en puntos espaciados a distancias proporcionales al espaciamiento de Chebyshev de los puntos de precisión.



Tipos de síntesis cinemáticas

Síntesis cinemáticas - En este tipo de síntesis, se incluyen exigencias de tipo cinemático, como posición, valores de velocidades y aceleraciones.

Síntesis de tipo de Reuleaux - Trata de determinar la tipología de los eslabones a utilizar (barras, levas, engranajes, etc.) y pares que los unen, en función de los criterios de equivalencia, idoneidad y de diversas cualidades de los mecanismos a conseguir.

Síntesis de número de Grubbler - Estudia los grados de libertad de la cadena cinemática, inversiones, isomorfismos, posibles configuraciones de un número de barras dado, de movilidad dada, etc. Las dos síntesis anteriores unidas se conocen como síntesis estructural.

Síntesis dimensional de Burmester - Aunque en principio se asignaba esta denominación a los trabajos tendentes a obtener las dimensiones de las barras de un mecanismo, actualmente se reserva a las síntesis geométrico-planas.

Síntesis de generación de funciones o de coordinación de barra - El objetivo se plantea como una relación entre varias posiciones de eslabones de entrada y salida. Se suele referir a un número finito de posiciones.

Síntesis de generación de trayectorias - Trata de situar algún o algunos puntos de los eslabones de un mecanismo a lo largo de una trayectoria.

Síntesis de puntos de precisión - En esta síntesis se pretende que se cumplan las exigencias de diseño en unos puntos determinados.

Síntesis de guiado de cuerpo rígido - El problema se plantea no como obtención de una serie de puntos, sino como situación y orientación de uno de los eslabones del mecanismo.

Síntesis de Chebyshev - Se mide la desviación entre la función generada por el mecanismo y la perseguida a través de los polinomios de Chebyshev.

Síntesis por tanteo gráfico o método "overlay" - Consiste en la búsqueda de la solución mediante procesos de tanteo que se ayudan de elementos auxiliares como gráficos. No comporta cálculo pero su convergencia es dudosa. Su principal ventaja es la sencillez.

Síntesis analíticas, gráficas, grafo-analíticas - Se clasifica la síntesis según la herramienta de cálculo utilizada sea analítica, gráfica o una mezcla de ambas.

Síntesis planas y espaciales - Según sea el ámbito del movimiento del mecanismo al que se aplica la síntesis en el plano o en el espacio.



Síntesis exactas - Este tipo de síntesis supone la existencia de, al menos, una solución que haga posible el cumplimiento de todas las exigencias de diseño.

Síntesis aproximadas - Cuando, a diferencia del caso anterior, no se dispone de una solución que cumpla todas las exigencias de diseño, se trata de aproximar en lo posible los resultados a los objetivos propuestos.

Síntesis óptima - Cuando en la síntesis exacta se tiene varias o infinitas soluciones o en la síntesis aproximada no se tiene ninguna solución exacta, se puede, desde algún punto de vista, fijar una función objetivo que en la síntesis óptima se puede minimizar o maximizar utilizando técnicas de optimización.

Optimización dinámica - Reciben este nombre las síntesis en las que se engloban objetivos dinámicos como minimización de fuerzas de inercia, de fuerzas de restricción, pares motores, etc.



Síntesis de generación de funciones

Se denomina síntesis dimensional de generación de funciones a la parte dela síntesis de mecanismos que estudia a correspondencia de las trayectorias descritas por puntos pertenecientes a las barras de un mecanismo, durante el movimiento de este, con otras trayectorias especificadas.


sintesis de mecanismos

Documents