Aplicación para la síntesis de cuadriláteros articulados cognados
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Resumen
El diseño de nuevos mecanismos es fundamental en muchas tecnologías cotidianas, desde maquinaria industrial hasta dispositivos domésticos. Su principal función es convertir el trabajo en movimiento para realizar tareas específicas de manera eficiente. Los mecanismos de cuatro barras son esenciales en este contexto por su sencillez y amplio rango de aplicaciones, tanto en términos académicos como prácticos.
Los métodos gráficos y analíticos actuales para diseñar mecanismos frecuentemente no resultan factibles económicamente o en términos de fabricación. Los métodos de construcción de mecanismos cognados proporcionan alternativas, con diferentes dimensiones y características, abordando la necesidad de un método intuitivo y original para su síntesis.
La presente investigación se centra en la creación y análisis de mecanismos cognados, los cuales, a pesar de tener geometrías diferentes, producen movimientos idénticos en sus acopladores. Este enfoque se basa en el Teorema de Roberts-Chebyshev, que permite a tres mecanismos cuadriláteros compartir una misma trayectoria de un punto del eslabón acoplador.
El Método Gráfico de Roberts-Chebyshev, utiliza diagramas geométricos para construir mecanismos cognados. Es sencillo, pero requiere habilidades gráficas. El Método Analítico de Samantha Sherman, emplea ecuaciones cinemáticas y permutaciones de rotaciones para identificar cognados. Es más preciso pero laborioso y requiere interpretación gráfica y simulación, para verificar resultados.
En este artículo se detalla un programa desarrollado para modelar mecanismos cognados de forma accesible, evitando conceptos geométricos y matemáticos complejos. El programa utiliza datos de entrada como la posición de los apoyos y las longitudes de los eslabones, generando representaciones gráficas de los mecanismos. Se presentan ejemplos prácticos de mecanismos originales y sus cognados, mostrando las ecuaciones de bucle y las relaciones entre las rotaciones de los enlaces, asegurando la consistencia en las trayectorias generadas.
El enfoque presentado en este artículo permite construir y analizar mecanismos cognados de manera eficiente y accesible, combinando métodos gráficos y analíticos para adaptarse a diversas necesidades de diseño de mecanismos en Ingeniería Mecánica.
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