Subido por Ricardo Aggi Vazquez

Investigacion Unidad 5

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INTRODUCCIÓN
El análisis y síntesis de mecanismos es un campo de estudio fundamental en la
ingeniería mecánica y la robótica. Se centra en comprender y diseñar los
movimientos y las interacciones de las partes de un sistema mecánico para lograr
un objetivo específico. Estos sistemas mecánicos, conocidos como mecanismos, se
componen de diferentes elementos, como enlaces, articulaciones y actuadores, que
trabajan juntos para realizar una tarea o transmitir fuerzas y movimientos.
El análisis de mecanismos implica el estudio detallado de las relaciones cinemáticas
y cinéticas de los componentes del sistema. Se busca comprender cómo se mueven
las partes del mecanismo en relación con otras, cómo se transmiten las fuerzas y
cómo se genera el movimiento. Este análisis ayuda a determinar las características
y restricciones del mecanismo, como la velocidad, aceleración, fuerza y eficiencia.
La síntesis de mecanismos, por otro lado, se enfoca en el diseño y creación de
mecanismos que cumplan con un conjunto de requisitos o especificaciones
predefinidas. Esta etapa implica la creación de configuraciones de enlaces y
articulaciones que permitan lograr un movimiento deseado o cumplir con una tarea
específica. La síntesis puede implicar la búsqueda de soluciones óptimas basadas
en criterios de diseño, como la minimización de la masa, la maximización de la
eficiencia o la optimización de la precisión del movimiento.
El análisis y síntesis de mecanismos son procesos interdependientes que se
complementan mutuamente. El análisis proporciona una comprensión profunda de
los mecanismos existentes o propuestos, lo que permite evaluar su rendimiento y
optimizar su diseño. Por otro lado, la síntesis utiliza los principios y conceptos
derivados del análisis para generar nuevas configuraciones mecánicas que cumplan
con los requisitos y objetivos deseados.
5.1 CLASIFICACION DE PROBLEMAS EN SINTESIS CINEMATICA
Ampére definió la cinemática como "el estudio del movimiento de los mecanismos y
de los métodos para crearlos". La primera parte de esta definición se relaciona con
el análisis cinemático. Dado cierto mecanismo, las características de movimiento de
sus componentes se determinan por análisis cinemático (descrito en el capítulo 3).
El enunciado de la tarea de análisis contiene las dimensiones del mecanismo más
importantes, las interconexiones de sus eslabonamientos y la especificación del
movimiento de entrada o del método de accionamiento. El objetivo es encontrar los
desplazamientos, velocidades, aceleraciones, choque o aceleramiento (segunda
aceleración) y tal vez aceleraciones superiores de los diversos miembros, así como
las trayectorias descritas y los movimientos realizados por ciertos elementos. En
pocas palabras, en el análisis cinemático determinamos el rendimiento de un
mecanismo dado.
La segunda parte de la definición de Ampére se puede parafrasear de dos maneras:
1. El estudio de los métodos para crear un movimiento dado por medio de
mecanismos.
2. El estudio de los métodos para crear mecanismos que tengan un movimiento
dado.
En cualquiera de las dos versiones, se da el movimiento y se debe encontrar el
mecanismo. Ésta es la esencia de la síntesis cinemática. Así, la síntesis cinemática
se ocupa del diseño sistemático de mecanismos para un rendimiento dado.
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.
Se pueden definir, genéricamente, síntesis y análisis como:
SÍNTESIS: “Es un 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: “Es un proceso sistemático para verificar la solución existente”.
Es importante hacer constar que, 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.
MÉTODOS DE SÍNTESIS
Entre los procedimientos utilizados, para obtener por síntesis un mecanismo, se
pueden destacar los siguientes:
Síntesis de tipo o de Reuleaux: Esta síntesis consiste en la elección de los tipos
de eslabones y mecanismos a emplear (levas, engranajes, resortes, palancas) en
el diseño, en función de criterios de equivalencia, bondad y diversas cualidades de
los mecanismos.
Síntesis de número o de Gruebler: Esta síntesis trata de los grados de libertad,
de las cadenas cinemáticas, de la topología, isomorfismos, inversiones,
configuraciones cinemáticas de un número de barras dado, de movilidad dada, etc.
Durante este proceso se eligen el número de barras y de pares que van a formar el
mecanismo final.
Síntesis estructural o sistemática: Esta síntesis comprende la síntesis de tipo y
de número. Normalmente, al efectuar la síntesis de un mecanismo se mezclan la
síntesis de tipo y de número y lo que realmente se está realizando es una síntesis
estructural, es decir, la elección del tipo de mecanismo (por ejemplo, un conjunto
leva-seguidor o un conjunto manivela-biela-balancín, etc.).
Síntesis dimensional o de Burmester: Aunque inicialmente se aplicaba esta
denominación a todas las síntesis que determinaban las dimensiones de las barras
de un mecanismo (tras haber realizado la síntesis estructural), actualmente se
reserva este nombre para las síntesis geométrico-planas que elaboró Burmester:
encuentra las dimensiones (geométricas) de las barras de un mecanismo para unas
condiciones geométricas especificadas (guiado de un punto de una trayectoria
recta, circular, etc.).
Síntesis de generación de funciones o de coordinación de barras: Aborda el
problema de coordinar las barras de entrada y salida de un mecanismo en un
número especificado de posiciones.
Síntesis de generación de trayectorias: Afronta el problema de ubicar los puntos
de las barras de un mecanismo a lo largo de trayectorias preestablecidas.
Síntesis de guiado del cuerpo rígido: Trata el problema de situar el acoplador de
un mecanismo en un número especificado de posiciones.
Síntesis exactas: Se aplica este término a la síntesis en las que las condiciones
exigidas se pueden satisfacer exactamente.
Síntesis aproximadas: Se utiliza esta denominación con las síntesis en las que las
condiciones exigidas no se pueden satisfacer sin cierto error. Debido, por un lado,
a los pequeños errores que producen las modernas síntesis aproximadas y, por otro,
a que en un mecanismo siempre existen errores constructivos, de desgastes, etc.
En la práctica industrial, las síntesis exactas son equivalentes a las aproximadas.
Síntesis con puntos de precisión: Se denomina así a las síntesis exactas de un
número finito de especificaciones. Por ejemplo: síntesis de generación de funciones
con cinco puntos de precisión o síntesis de generación de trayectorias con nueve
puntos de precisión.
Síntesis con derivadas de precisión: Se aplica este término a las síntesis en las
que existe coincidencia entre las características y derivadas de las características
exigidas al mecanismo, y las características y sus derivadas que el mecanismo
proporciona.
Síntesis por tanteo gráfico (método “overlay”): Consiste en una síntesis
aproximada mediante un proceso de tanteo, ayudado por elementos auxiliares
(gráficos superpuestos en papel transparente o, usando el ordenador, mediante
superposición de gráficos contenidos en diferentes capas). En general, no comporta
cálculos. Su principal dificultad radica en que después de muchos tanteos se puede
estar tan lejos de la solución como en la primera prueba. Su principal ventaja es su
sencillez.
Una de las formas más comunes de sintetizar mecanismos es introducir alteraciones
en alguno ya existente o en la cadena cinemática origen. Estas variaciones pueden
generarse introduciendo nuevos elementos (adición de díadas R o de rotación R,
díadas P o prismáticas, díadas H o helicoidales, …; agregar resortes, elementos
unir rígidos, etc.), por expansión de los pares cinemáticos originarios, degeneración
de los elementos o pares iniciales o, simplemente, por inversión del mecanismo
primitivo.
Un mecanismo, en una determinada posición, es cinemática mente equivalente a
otro, si posee las mismas características cinemáticas de velocidad y aceleración.
Así, se produce expansión de los pares cinemáticos cuando estos conservan el
movimiento relativo, pero varían la forma (figura 1). Los mecanismos con pares
expandidos son cinemática mente equivalentes.
Figura 1.- Ejemplo de mecanismos equivalentes.
Otro de los métodos más empleados de diseñar mecanismos es mediante la síntesis
por degeneración de ciertos elementos o pares, es decir, la modificación sustancial
de las longitudes u otras características de los elementos y pares de un mecanismo
(figura 2).
Figura 2.- Mecanismo del accionamiento de válvula de un motor: ejemplo de la
degeneración de una barra por un mecanismo de leva.
Se denomina inversión al intercambio de la función de un elemento por otro. Si la
función asignada es la de la barra fija del mecanismo, entonces existen N-1
inversiones, siendo N el número de elementos de la cadena cinemática. Así, por
ejemplo, una cadena cinemática de cuatro elementos tiene cuatro posibles
inversiones (figura 3) y un mecanismo de cuatro elementos (figura 3-a) presenta
tres inversiones (figuras 3-b, 3-c y 3-d).
Figura 3.- Inversiones de una cadena cinemática de cuatro
elementos.
A veces, se requiere que una inversión con diferencia topológica, entonces el
número de inversiones es menor de N-1. Para que dos inversiones sean diferentes
topológicamente los mecanismos deben poseer una conexión de barras diferente:
las barras fijas pueden tener distinto número de pares, etc. Por ejemplo, la cadena
cinemática de Watt presenta solamente dos inversiones con diferencia topológica:
los mecanismos Watt-1 y Watt-2 (fig
Figura 4.- Cadena cinemática de Watt y mecanismos Watt-1 y Watt-2
5.2 ESPACIAMIENTO DE LOS PUNTOS DE EXACTITUD PARA LA GENERACION
DE FUNCIONES
En la generación de función es preciso correlacionar la rotación o el movimiento
deslizante de los eslabonamientos de entrada y de salida. La figura 8.4 es una
gráfica de una función arbitraria v-f(x). La tarea de síntesis cinemática puede ser
diseñar un eslabonamiento que correlacione la entrada y la salida de modo tal que
cuando la entrada se mueva una distancia x la salida se mueva y=f(x) para el
intervalo x0 <x<xn +
1. Los valores del parámetro. Independiente, x1, x2,… xn corresponden a puntos de
precisión prescritos P1, P2,... Pn en 4la función y = f(x) en un intervalo de x entre
x0 y xn+1. En el caso de entrada y salida giratorias, los ángulos de rotación ϕ y Ψ
(figura 8.5a) son los análogos lineales de x y y, respectivamente. Cuando la entrada
gira a un valor del parámetro independiente x, el mecanismo en la "caja negra" hace
que el eslabonamiento de salida gire al valor correspondiente de la variable
dependiente y =f(x).
Esto puede considerarse como el caso sencillo de un
computador analógico mecánico.
El subíndice j indica la j-ésima posición prescrita del mecanismo; el subíndice 1 se
refiere a la primera posición prescrita (la inicial) del mecanismo, y Δϕ, Δr, Δϕ y Δy
son los Intervalos deseados de las variables respectivas ϕ, x, Ψ y y(p, ej., Δx =|Xn+1
- Xo|, Δϕ=
|ϕn+1 –ϕ0|, etc. Puesto que existe una relación lineal entre los cambios angular y
lineal.
El eslabonamiento de cuatro barras no puede generar sin errores una función
arbitraria y sólo puede coincidir con la función en un número limitado de puntos de
precisión (véase la figura 8.4a); no obstante, se le utiliza ampliamente en la industria
en aplicaciones en las que no es necesaria una alta precisión en muchos puntos,
porque es fácil de construir y de mantener. El número de puntos de precisión que
se emplean en la síntesis dimensional del eslabonamiento de cuatro barras
generalmente varía entre dos y cinco. Muchas veces es deseable espaciar los
puntos de precisión a lo largo del intervalo de la función con objeto de minimizar el
error estructural del eslabonamiento
Cabe señalar que el primer punto de precisión (J = 1) no está al principio del
intervalo (véase la figura 8.4). La razón es que se desea reducir los valores extremos
del error estructural. También es evidente por la ecuación (8.1) que los ángulos de
rotación se miden a partir de la primera posición (p. ej., ϕ1 = 0). En la sección 8.10
analizaremos el espaciamiento óptimo de los puntos de precisión para minimizar el
error estructural.
En la generación de trayectoria, un punto de un "eslabonamiento flotante" (no
conectado directamente al eslabonamiento fijo) debe trazar una trayectoria definida
respecto al marco de referencia fijo. Si los puntos de la trayectoria han de estar
correlacionados con el tiempo o con las posiciones del eslabonamiento de entrada,
la tarea se denomina generación de trayectoria con temporización prescrita. Un
ejemplo de generación de trayectoria es un eslabonamiento de cuatro barras
diseñado para lanzar una pelota de béisbol o de tenis. En este caso, la trayectoria
del punto P sería tal que se recogería una pelota en una posición prescrita y se
entregaría la pelota siguiendo una trayectoria prescrita con una temporización
prescrita para alcanzar una velocidad y dirección de lanzamiento apropiadas.
La generación de movimiento o conducción de cuerpo rígido requiere que todo un
cuerpo sea guiado a través de una secuencia de movimiento prescrita. El cuerpo
que se va a guiar por lo regular es una parte de un eslabonamiento flotante. En la
figura 8.15 no sólo está prescrita la trayectoria del punto P, sino también las
rotaciones aj del vector Z incorporado en el cuerpo en movimiento. Las rotaciones
de entrada correspondientes podrían estar prescritas o no. Por ejemplo, el vector Z
podría representar un eslabonamiento portador en maquinaria automática donde un
punto simado en el eslabonamiento portador (la punta de Z) tiene una trayectoria
prescrita mientras que el portador tiene una orientación angular prescrita (véase la
figura 8.16). La prescripción del movimiento de la cubeta en un cargador de cubetas
es otro ejemplo de generación de movimiento. La trayectoria de la punta de la
cubeta es crítica, ya que la punta debe seguir una trayectoria de socavamiento o
excavación, seguida de un levantamiento y una trayectoria de vaciado. Las
rotaciones de la cubeta son igualmente importantes para asegurar que la carga se
vacíe desde la posición correcta.
Puesto que un eslabonamiento tiene un número finito de dimensiones significativas,
el diseñador sólo puede prescribir un número finito de condiciones de precisión; es
decir, sólo podemos prescribir el rendimiento de un eslabonamiento en un número
finito de puntos de precisión. Hay tres métodos para especificar el rendimiento
prescrito de un mecanismo: aproximación de primer orden o puntual, aproximación
de orden superior y aproximación punto-orden combinada.
En la aproximación de primer orden para la generación de funciones y trayectorias
se especifican puntos discretos de la función o trayectoria prescrita (o ideal).
El mecanismo sintetizado generará una función que coincidirá con la función ideal
en los puntos de precisión, pero que generalmente se apartará de la función ideal
entre dichos puntos.
El error estructural en la generación de trayectorias puede definirse como el vector
de la trayectoria ideal a la generada perpendicular a la trayectoria ideal, o bien como
el vector entre puntos correspondientes de una trayectoria ideal y una generada,
tomados en el mismo valor de la variable independiente. Se emplea la segunda
definición cuando hay temporización prescrita. En la generación de movimiento
habrá que analizar tanto una trayectoria como una curva de error estructural angular.
5.3 DISEÑO ANALITICO Y GRAFICO DE UN MECANISMO DE 4 BARRAS COMO
GENERACION DE FUNCIONES.
La cadena cinemática de 4 barras es una secuencia cerrada de eslabones (o barras)
conectados por articulaciones. De esta cadena cinemática se pueden obtener (de
manera inmediata) 4 diferentes mecanismos (o inversiones cinemáticas) según cuál
sea la barra que se fija a tierra (barra que permanecerá inmóvil en el mecanismo).
Uno de los usos habituales del mecanismo de 4 barras es el de generador de
trayectorias. El acoplador del mecanismo tiene asociado un plano que se mueve
con el mismo. Cada punto de este plano genera una trayectoria distinta. Así, se
puede seleccionar una determinada trayectoria y utilizar el punto trazador para guiar
otros eslabones se debe tenerse en cuenta que, para cada mecanismo de 4 barras,
el plano del acoplador posee infinitos puntos y que, por tanto, el mecanismo es
capaz de generar infinitas trayectorias distintas.
5.4 DISEÑO ANALITICO Y GRAFICO DE UN MECANISMO DE 4 BARRAS PARA
LA GUIA DE CUERPOS
Si se desea sintetizar un mecanismo plano de cuatro barras para guia de cuerpo
rígido, se desea encontrar puntos del cuerpo rígido, digamos A cuya posición
genérica está representada por el n vector a, que en las posiciones 1 y 2 del cuerpo
rígido, a1 y a2, se encuentran a la misma distancia de un punto fijo dado por a0.
La síntesis de tipo busca predecir cuál combinación de topología de
eslabonamientos y tipo de juntas puede ser la mejor para resolver una tarea dada.
Con frecuencia, un diseñador biso-ño puede optar por una solución que meramente
satisface los requisitos, ya que al parecer no existe ningún método para encontrar
una solución "óptima". Muchos diseñadores experimentados realizan una forma
rudimentaria de síntesis de tipo, a veces sin percatarse de ello. Estos expertos
poseen un "instinto" innato que les permite saber qué tipos de eslabonamientos
funcionarán y cuáles no; tal capacidad se desarrolla sólo después de diseñar
eslabonamientos durante muchos años y es difícil de comunicar a los ingenieros
jóvenes. Muchas veces la síntesis de tipo se pasa por alto por ignorancia o porque
el diseñador no estaba consciente de las relaciones requeridas entre la forma y la
función del eslabonamiento. Cuando esto sucede, podría escogerse un
eslabonamiento incapaz de satisfacer los requisitos del problema. Un ejemplo sería
escoger una topología de eslabonamientos con un solo grado de libertad para una
tarea con dos grados de libertad. Éste sería un error costoso, ya que ninguna
selección de dimensiones o tipos de articulaciones produciría una solución viable.
Además de ser relativamente desconocida, la síntesis de tipos es difícil de aplicar
porque los principios no están tan bien definidos como los de la síntesis dimensional
y, por tanto, casi nunca se aprovecha al máximo el potencial de utilidad de esta
técnica.
La síntesis de tipos consta de muchos pasos identificables.
La síntesis de tipos se puede subdividir en síntesis topológica, análisis topológico y
síntesis numérica. Las preguntas 1 a 3 constituyen la síntesis numérica, las
preguntas
4 a 6 son la síntesis topológica y las preguntas 7 a 9 son típicas del análisis
topológico.
El primer paso de la síntesis de tipo es determinar el número y el tipo de los
eslabones necesarios para formar eslabonamientos con el grado de libertad
correcto.
Esto puede hacerse utilizando una forma modificada de la ecuación de Gruebler La
solución de esta ecuación determina que todos los juegos de eslabones de orden
superior (que son más largos que los binarios) satisfacen el grado deseado de
libertad.
𝒏 − 𝑭 + 3 = 𝑻 + 2Q + 3P + ⋯
Donde n = número total de eslabones en un mecanismo
B = número de eslabones binarios
T= número de eslabones ternarios
Q= número de eslabones cuaternarios P = número de eslabones pentagonales
F = el grado de libertad requerido para efectuar la tarea deseada
Cada conjunto de eslabones de orden superior se combina con el número necesario
de eslabones binarios para sumar el número de eslabones requerido por la ecuación
de Gruebler para el mecanismo. Cada conjunto de n eslabones se conoce como
solución cinemática de conjunto de eslabones (KLSS, kinematic link set solution).
Hay métodos para generar estas soluciones exhaustivamente y para determinar a
priori qué valor debe tener la cuenta final para cualquier combinación de número de
eslabones y grados de libertad
5.5 SINTESIS ANALITICA EMPLEADA NUMEROS COMPLEJOS
Las dos herramientas básicas de la síntesis dimensional son la construcción
geométrica y el cálculo analítico (matemático).
Los métodos de síntesis geométricos o gráficos ofrecen al diseñador un
procedimiento de diseño relativamente rápido y directo. Las técnicas gráficas tienen
limitaciones de exactitud a causa del error de dibujo, el cual a veces es crítico, y
podría ser necesario repetir muchas veces la construcción geométrica para obtener
resultados apropiados a causa de la complejidad de la resolución.
Los métodos de síntesis analíticos son adecuados para el cálculo automático y
tienen las ventajas de exactitud y repetitividad. Una vez que un mecanismo se
modela matemáticamente y se codifica para una computadora, es fácil manipular
los parámetros del mecanismo para crear nuevas soluciones sin programación
adicional. Aunque en este texto hacemos hincapié en la síntesis analítica, es
importante tener experiencia en las técnicas gráficas para utilizarlas en las fases
iníciales de la síntesis cinemática. En las siguientes secciones presentamos una
reseña de los enfoques geométricos útiles antes de pasar a la síntesis analítica.
5.6 DISEÑO DE UN MECANISMO DE 4 BARRAS COMO GENERADOR DE
TRAYECTORIAS
Considerando un mecanismo de cuatro barras como un sistema generador de
trayectoria (ver figura 2), el problema de síntesis de posición se limita a determinar
las dimensiones adecuadas de las barras, que hacen que un punto P conocido se
ubique en algún momento, durante un ciclo de la manivela, sobre cada uno de los
puntos de precisión definidos. Bajo este enfoque, el problema de optimización
contiene solamente cuatro variables de diseño (r1,r2,r3y r4). No obstante, este tipo
de planteamiento, restringido en grados de libertad, no permite la síntesis de
mecanismos con trayectorias complejas, como por ejemplo el caso de los dos
segmentos rectos de la figura 2. Así mismo, este limitado planteamiento no ofrece
la posibilidad de imponer un orden en el seguimiento de los puntos de precisión
durante el ciclo de la manivela (generación de función).
Con el fin de solucionar la primera de las limitantes mencionadas anteriormente, se
pueden adicionar cinco variables de diseño o grados de libertada la síntesis. Dos de
estas variables se relacionan con la posibilidad de dar un corrimiento (offset) del
centro de giro de la manivela con respecto al origen del sistema coordenado global
X-Y (ver parámetros a y b en la figura 1). Una tercera variable incorpora la
posibilidad de introducir una inclinación al vector posición 1r (ver parámetro θ1 en
la figura 1), en tanto que las últimas dos permiten parametrizar la posición del punto
P respecto a la junta articulada de la manivela y el acoplador (ver variables p pr, α
gen la figura 1). La incorporación de estos grados de libertad adicionales a la
síntesis agregará nuevas configuraciones del mecanismo al dominio de diseño, las
cuales permiten alcanzar trayectorias complejas y diversas.
Así, la síntesis de trayectoria puede ser expresada como un problema de
optimización tal como se muestra en min f (r1, r2, r3, r4, rp, α p,θ1, a, b) donde f
describe cualquier función objetivo que defina una métrica de la cercanía de las
coordenadas de los puntos requeridos con respecto a la trayectoria descrita por el
punto P durante un ciclo de la manivela. Esta función normalmente tiene la forma
de una función de error. En primera instancia, se puede definir una función de error
mediante la sumatoria de los cuadrados de las distancias mínimas entre cada uno
de los puntos de precisión y la trayectoria generada por el punto P, tal como se
plantea en la ecuación min f (r1, r2, r3, r4, rp, α p,θ1, a, b).
Donde di es la mínima distancia entre el i-ésimo punto de precisión y la trayectoria
generada por el mecanismo dimensionado (figura 3); en tanto que n es el número
de puntos de precisión empleados para la síntesis.
Dado que este planteamiento puede llevar a mecanismos con posiciones
intermedias de agarrotamiento, es decir, configuraciones en las que es imposible ir
desde un punto de precisión al siguiente, se hace necesario introducir en el
problema nuevas restricciones que limiten correctamente el espacio de solución. La
primera restricción introducida, se trata de la ley de Grashof, la cual permite
asegurar la rotación completa de por lo menos uno de los elementos del mecanismo.
Esta condición se expresa por medio de la inecuación.
donde l1 es la mayor de las longitudes de los eslabones, l4 es la menor de las
longitudes de los eslabones, en tanto que l2 y l3 son las longitudes de los dos
eslabones restantes.
De igual forma se necesita limitar el dominio de diseño de manera que se eliminen
las longitudes de eslabones negativas, así como las longitudes que excedan un
valor máximo definido por el diseñador. Reuniendo lo anterior, además de otras
consideraciones geométricas, el problema de optimización ahora se puede escribir
tal como en la expresión:
CONCLUSIÓN
En conclusión, el análisis y síntesis de mecanismos son dos aspectos
fundamentales en el diseño y comprensión de sistemas mecánicos. El análisis de
mecanismos se enfoca en descomponer y entender el comportamiento de un
sistema mecánico existente, investigando las relaciones entre las diferentes partes
y cómo se transmiten y transforman las fuerzas y movimientos. Por otro lado, la
síntesis de mecanismos implica la creación de nuevos sistemas mecánicos que
cumplan con requisitos específicos, utilizando principios de diseño y técnicas de
construcción.
El análisis de mecanismos permite comprender cómo funcionan los sistemas
mecánicos, identificar sus limitaciones y optimizar su rendimiento. Mediante el
análisis, es posible determinar las trayectorias de movimiento, las relaciones de
velocidad y aceleración, las fuerzas internas y externas, y otros parámetros clave
para evaluar el desempeño y la eficiencia de un mecanismo.
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