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Mecanismo en línea recta

Animación del vínculo de Watt
Enlace de Roberts.
Los enlaces del mismo color tienen la misma longitud.
Enlace Sarrus.
Las piezas del mismo color tienen las mismas dimensiones.
Inversor Peaucellier-Lipkin.
Los enlaces del mismo color tienen la misma longitud.

Un mecanismo rectilíneo es un mecanismo que convierte cualquier tipo de movimiento giratorio o angular en un movimiento rectilíneo perfecto o casi perfecto, o viceversa . El movimiento en línea recta es un movimiento lineal de longitud definida o "carrera", en el que cada carrera de avance es seguida por una carrera de retorno, lo que genera un movimiento alternativo . El primer mecanismo de este tipo, patentado en 1784 por James Watt , produjo un movimiento rectilíneo aproximado, al que Watt se refiere como movimiento paralelo .

Los mecanismos de línea recta se utilizan en una variedad de aplicaciones, como motores, suspensiones de vehículos, robots andantes y ruedas de vehículos terrestres. [ cita necesaria ]

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 rectilíneo , ya que esto permitiría mecanizar superficies planas. Para encontrar una solución al problema, James Watt desarrolló el primer mecanismo en línea recta , para guiar el pistón de las primeras máquinas de vapor. Aunque no genera una línea recta exacta, se logra una buena aproximación en una distancia de recorrido considerable.

Los vínculos en línea recta perfecta 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 necesaria ]

Lista de enlaces

Enlaces aproximados en línea recta

Estos mecanismos suelen utilizar varillajes de cuatro barras, ya que requieren muy pocas piezas. Estos varillajes de cuatro barras tienen curvas de acoplador que tienen una o más regiones de movimiento rectilíneo 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 perfectamente recta utilizando un varillaje de cuatro barras sin utilizar una articulación prismática .

Enlaces perfectos en línea recta

Con el tiempo se lograría un movimiento rectilíneo perfecto.

El enlace Sarrus fue el primer enlace lineal perfecto, realizado en 1853. Sin embargo, es un enlace espacial más que un enlace plano. El primer enlace plano no se realizaría hasta 1864.

Actualmente, todos los vínculos 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 les llama inversoras o células 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) traduce el movimiento lineal en un ángulo recto, pero no es un mecanismo de línea recta en sí mismo. El varillaje Grasshopper Beam/Evans , un varillaje en línea recta aproximada, y el varillaje Bricard, un varillaje en línea recta exacta, comparten similitudes con el varillaje de Scott Russell y el trasmallo de Arquímedes .

Mecanismos excéntricos compuestos con movimiento elíptico.

Estos mecanismos utilizan el principio de una curva rodante en lugar de una curva de acoplador y pueden convertir un movimiento giratorio continuo, en lugar de limitado, en movimiento alternativo y viceversa mediante un movimiento elíptico. El movimiento rectilíneo sinusoidal no produce fuerzas de inercia de segundo orden, lo que simplifica el equilibrio en máquinas de alta velocidad.

Galería

Enlaces aproximados en línea recta

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

Enlaces perfectos en línea recta

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

Pareja Tusi, movimiento elíptico: versiones e inversiones.

Mecanismos excéntricos compuestos con movimiento elíptico.

Ver también

Notas

  1. ^ abcdefghi Linkage tiene posiciones inestables que no se tienen en cuenta. En aras de la claridad, no se muestran mitigaciones para dichas posiciones inestables.

Referencias

  1. ^ Kempe, Alfred Bray (1877). Cómo dibujar una línea recta: una conferencia sobre vínculos. Macmillan y compañía. 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, Institución de ingenieros mecánicos, División de automóviles, volumen 188 38/74
  4. ^ Motor epicicloidal de Parsons
  5. ^ Patente No. DE 3232974, publicada en marzo de 1984
  6. ^ Solicitud de patente nº US 628 248, julio de 1984 (ver US 4 641 611)
  7. ^ Motores limpios: una combinación de materiales avanzados y un nuevo diseño de motor

enlaces externos