Mecanismo de cuatro barras
En ingeniería mecánica un mecanismo cuatro barras o cuadrilátero articulado es un mecanismo formado por tres barras móviles y una cuarta barra fija (por ejemplo, el suelo), unidas mediante nudos articulados (unión de revoluta o pivotes).
Las barras móviles están unidas a la fija mediante pivotes.
El objetivo del análisis cinemático es determinar las posiciones, velocidades y aceleraciones de todas las partes en movimiento en un mecanismo.
Se necesitan conocer las aceleraciones lineales y angulares.
Para calcular dichas aceleraciones, debemos hallar antes las velocidades lineales y angulares.
Si la entrada es una distancia x, el incremento puede ser de 1 mm (esto es a juicio del ingeniero) cada vez.
Por mediciones físicas fácilmente se pueden tener las longitudes de las barras 1, 2, 3, 4.
Se dice que el ángulo de la barra 2 con respecto a la horizontal es una variable controladora.
Por lo tanto, las incógnitas serán los ángulos de las barras 3 y 4.
, se simplifica de la siguiente manera: Es posible volver a simplificar realizando el siguiente cambio de variable: Utilizando las identidades trigonométricas y sustituyendo las identidades en la ecuación: se obtiene una ecuación cuadrática.
Al usar la fórmula general para resolver el sistema se obtiene: El valor para el ángulo de la barra 3 es el siguiente: Para obtener el valor del ángulo de la barra 4 es el mismo procedimiento, definiendo el siguiente cambio de variable: El valor del ángulo de la barra 4 resulta: NOTA: los dos valores que se pueden obtener para cada ángulo representan las diferentes configuraciones del sistema.
Este mecanismo puede analizarse mediante el método de la velocidad relativa.
Los datos de partida serían: Para el análisis se procederá a buscar la velocidad del punto
(punto fijo, unión de las barras 1 y 2) hasta
(punto fijo, unión de las barras 1 y 4) hasta B.
con respecto a la otra cadena mecánica (partiendo del punto
y separando los componentes, se obtiene un sistema de dos ecuaciones con dos incógnitas.
Este mecanismo puede analizarse mediante el método de aceleración relativa.
se puede expresar a partir de dos cadenas cinemáticas diferentes.
tiene una componente tangencial (perpendicular a la barra 4) y una componente normal (parelala a la barra 4), es decir, se consideran las aceleraciones tangente y normal.
