Montaje y análisis cinemático de un engranaje de dos ruedas dentadas en Solidworks PDF

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- Este documento presenta el montaje de un
engranaje de dos ruedas dentadas con su respectivo análisis de
posición, velocidad y aceleración teniendo en cuenta lo visto en
clases anteriores en cuanto al uso del software de diseño
Solidworks. El análisis cinemático de un mecani...

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Montaje y análisis cinemático de un engranaje de dos ruedas dentadas en Solidworks. Nelson Escudero Atlântico, Barranquilla. Universidad del Atlántico. [email protected]

Resumen- Este documento presenta el montaje de un Seguidamente mientras se realiza el ensamblaje se debe engranaje de dos ruedas dentadas con su respectivo análisis de utilizar la relación de posición mecánica llamada Engranaje, posición, velocidad y aceleración teniendo en cuenta lo visto en ya que en este mecanismo se involucran dos ruedas dentadas clases anteriores en cuanto al uso del software de diseño y se debe colocar esta relación. Véase Fig. 2, inmediatamente Solidworks. El análisis cinemático de un mecanismo es una se verifica que no hayan interferencias en el ensamblaje, con herramienta esencial para el ingeniero debido a que es de gran la opción detección de interferencia que está dentro de la ayudar tener vectores como la velocidad y la aceleración plasmados en una gráfica con respecto al tiempo, lo cual es muyopción calcular en la cinta de comandos. Véase Fig. 3. tedioso hacerlo a mano y que con ayuda de Solidworks se puede hacer un análisis bajo las mismas condiciones reales gracias a que este nos brinda una gama de herramientas para lograr esto B. Análisis de movimiento. Teniendo que un “Estudio de movimiento” es una simulación para obtener así resultados bastante similares a la realidad. gráfica de movimiento para modelos de ensamblaje, este Palabras Clave- Análisis, movimiento, cruz de malta, utiliza las relaciones de posición de “SolidWorks” para velocidad, aceleración.

I. INTRODUCCIÓN El análisis de movimiento de SOLIDWORKS utiliza las relaciones de posición de ensamblaje, junto con los contactos de piezas y un sólido basado en la física para determinar con precisión los movimientos físicos de un ensamblaje con carga. Una vez realizado el cálculo de las fuerzas y movimiento del ensamblaje, además se puede llevarse a cabo un análisis estructural de los componentes, para así predecir fallas en estos debido a cargas cíclicas entre otros. [1] El análisis cinemático estudia cómo se mueve el mecanismo o máquina debido a las fuerzas y movimientos que los controladores aplican al ensamblaje. Los resultados de interés son el intervalo de movimiento del ensamblaje, y la determinación de desplazamientos de piezas, velocidades y aceleraciones.

[2]

II. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO.

A. Montaje del mecanismo. El análisis de movimiento se resuelve con el uso de un enfoque basado en el tiempo para problemas dinámicos y cinemáticos de cuerpos rígidos, para obtener tales resultados primeramente se hicieron las piezas gracias a que todas las piezas fueron dadas por el instructor, dichas piezas ya tenían sus especificaciones en cuanto a masa y material. Véase Fig. 1. Primeramente se construye un soporte en el cual estarán todos los elementos que hacen parte del ensamblaje del mecanismo, luego de esto se utiliza una nueva relación de posición mecánica llamada Bisagra Véase Fig. 2, la cual es una unión de las relaciones de posición Concéntrica y Coincidente, dicha opción es de gran utilidad, pues ahora tiempo en montajes que tienen muchos elementos pasantes.

restringir el movimiento de componentes en un ensamblaje al modelar movimiento, dichas relaciones se hicieron cuando se acoplaban las piezas para construir el mecanismo. Luego de tener el mecanismos acoplado se deben realizar ciertas restricciones para asegurar el movimiento en el estudio, de inmediato se inspecciona si el Solidworks tiene activa la función “SolidWorks motion” (Sino está activa hay que pulsar sobre el icono de esta), seguidamente se dispone a realizar el estudio de movimiento, dando clic en la parte inferior de la pantalla interactiva del software donde se encuentra el estudio de movimiento, enseguida se coloca la gravedad en el eje Y junto con el motor rotatorio (5 rpm para ser conservativos y apreciar el movimiento del mecanismo), luego de que todo esto esté listo se da clic en iniciar estudio, el programa toma dos segundos aproximadamente para corroborar que todo este correcto en cuanto a las relaciones de posición y demás. Véase Fig. 4. C. Obtención de graficas Luego de tener la parte de haber realizado el estudio y que el mecanismo se mueva de forma esperada durante el tiempo especificado, se dispone a obtener las gráficas las cuales se sacan de la siguiente manera; primeramente, se ubica la opción graficar dentro del panel de estudio de movimiento, luego se da clic sobre esta y se elige análisis cinemático. En este caso la velocidad y aceleración lineal, del peso son los datos de interés en cuando a la cinemática de nuestro engranaje. Véase Fig. 5 y 6 respectivamente.

Fig. 5. Grafica de velocidad lineal del peso del mecanismo. Fig. 1. Piezas que conforman el engranaje.

Fig. 2. Relaciones de posición mecánicas a usar en el ensamblaje.

Fig. 6. Grafica de aceleración lineal del peso del mecanismo.

III. CONCLUSIONES

Fig. 3. Engranaje de dos ruedas dentadas

Se puede concluir que el manejo del análisis de movimiento del software SolidWorks es de mucha utilidad para el ingeniero que tenga que diseñar un mecanismo o máquina y no quiera gastar dinero en materiales para realizar el prototipo, además esta es arroja unos resultados que dan una idea muy cercana a la realidad del fenómeno que se quiera analizar. Además que este software CAD brinda opciones como las relaciones de posición mecánicas, bisagra y engranaje para hacer de la experiencia del usuario mucho más cómoda. AGRADECIMIENTOS Agradecimiento al ingeniero Jhonatan Fabregas por su paciencia y esmero a la hora de dar su clase de laboratorio de teoría de mecanismos y máquinas, la cual es bastante amena y agradable. REFERENCIAS

Fig. 4. Estudio de movimiento de los engranajes.

[1]

Solidworks,Esp, "Análisis de movimiento", Universidad de Oviedo, pp. 1-2, 2013.Pdf.

[2]

Solidworks, "Análisis cinemático", Solidworks-Simulationmotion, www.solidworks.es/sw/....