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Mecanismo de línea recta

Animación del enlace de Watt
Una animación de Roberts Linkage.
Enlace Sarrus.
Las piezas del mismo color tienen las mismas dimensiones.
Inversor Peaucellier-Lipkin.
Los eslabones del mismo color tienen la misma longitud.

Un mecanismo de línea recta es un mecanismo que convierte cualquier tipo de movimiento rotatorio o angular en un movimiento en línea recta perfecto o casi perfecto, o viceversa . El movimiento en línea recta es un movimiento lineal de longitud o "carrera" definida, en el que cada carrera hacia adelante va seguida de una carrera de retorno, lo que da lugar a un movimiento alternativo . El primer mecanismo de este tipo, patentado en 1784 por James Watt , producía un movimiento en línea recta aproximado, al que Watt denominaba movimiento paralelo .

Los mecanismos de línea recta se utilizan en una variedad de aplicaciones, como motores, suspensiones de vehículos, robots caminantes y ruedas de vehículos exploradores. [ cita requerida ]

Historia

A finales del siglo XVIII, antes del desarrollo de la cepilladora y la fresadora , era extremadamente difícil mecanizar superficies rectas y planas. Durante esa época, se pensó mucho en el problema de lograr un movimiento en línea recta , ya que esto permitiría mecanizar las superficies planas. Para encontrar una solución al problema, James Watt desarrolló el primer mecanismo de línea recta para guiar el pistón de las primeras máquinas de vapor. Aunque no genera una línea recta exacta, se logra una buena aproximación a lo largo de una distancia considerable de recorrido.

Los enlaces de línea recta perfectos se descubrieron más tarde, en el siglo XIX, pero no eran tan necesarios, ya que para entonces se habían desarrollado otras técnicas de mecanizado. [ cita requerida ]

Lista de enlaces

Enlaces de línea recta aproximados

Estos mecanismos suelen utilizar varillajes de cuatro barras, ya que requieren muy pocas piezas. Estos varillajes de cuatro barras tienen curvas de acoplamiento que tienen una o más regiones de movimiento en línea recta aproximadamente perfecto. La excepción en esta lista es el movimiento paralelo de Watt, que combina el varillaje de Watt con otro varillaje de cuatro barras (el pantógrafo ) para amplificar el movimiento en línea recta aproximado existente.

No es posible crear un movimiento en línea recta perfecta utilizando un mecanismo de cuatro barras, sin utilizar una articulación prismática .

Enlaces de línea recta perfectos

Con el tiempo se conseguiría un movimiento en línea recta perfecto.

El mecanismo de Sarrus fue el primer mecanismo lineal perfecto, fabricado en 1853. Sin embargo, se trata de un mecanismo espacial, no plano. El primer mecanismo plano no se fabricaría hasta 1864.

En la actualidad, todos los mecanismos planos que producen un movimiento lineal perfecto utilizan la inversión alrededor de un círculo para producir un círculo hipotético de radio infinito, que es una línea. Por eso se denominan inversores o celdas inversoras.
Las soluciones más sencillas son el marco en W de Hart, que utiliza 6 barras, y los inversores cuadruplanares, Sylvester-Kempe y Kumara-Kampling, que también utilizan 6 barras.

El mecanismo de Scott Russell (1803) traslada el movimiento lineal a través de un ángulo recto, pero no es un mecanismo de línea recta en sí mismo. El mecanismo de viga Grasshopper/Evans , un mecanismo de línea recta aproximado, y el mecanismo de Bricard, un mecanismo de línea recta exacto, comparten similitudes con el mecanismo de Scott Russell y el mecanismo de Arquímedes .

Mecanismos excéntricos compuestos con movimiento elíptico

Estos mecanismos utilizan el principio de una curva rodante en lugar de una curva acopladora y pueden convertir un movimiento rotatorio continuo, en lugar de uno limitado, en un movimiento alternativo y viceversa a través de un movimiento elíptico. El movimiento sinusoidal en línea recta no produce fuerzas inerciales de segundo orden, lo que simplifica el equilibrio en máquinas de alta velocidad.

Galería

Enlaces de línea recta aproximados

Las piezas/enlaces del mismo color tienen las mismas dimensiones.

Enlaces de línea recta perfectos

Las piezas/enlaces del mismo color tienen las mismas dimensiones.

Pareja Tusi, movimiento elíptico: versiones e inversiones

Mecanismos excéntricos compuestos con movimiento elíptico

Véase también

Notas

  1. ^ abcdefghi El enlace tiene posiciones inestables que no se tienen en cuenta. No se muestran las mitigaciones para dichas posiciones inestables por razones de claridad.

Referencias

  1. ^ Kempe, Alfred Bray (1877). Cómo dibujar una línea recta: una conferencia sobre vínculos. Macmillan and Company. ISBN 978-1-4297-0244-7.
  2. ^ Artobolevsky, Ivan Ivanovich. Mecanismos en el diseño de ingeniería moderna . ISBN 978-5-9710-5698-0.
  3. ^ Motor de cuatro cilindros y cuatro tiempos con dos componentes alternativos, AJS Baker, ME Cross, The Institution of Mechanical Engineers, División de automóviles, volumen 188 38/74
  4. ^ El motor epicicloidal de Parsons

Enlaces externos