Ejemplos de Dinámica de maquinaria
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7/24/2019 Ejemplos de Dinmica de maquinaria
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1 Lpez Cruz Elizabeth
2 Lozada Crdenas Omar
3 Mayorga Basalda onathan
!
"eterminamos dimensiones# de la $gura anterior%a=64mm
b=38mm
c=19
mm
-
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d=20mm
e=19mm
radios=5mm
"e nuestras $guras bus&amos sus Centros de 'ra(edad%
XCG1=C
2=19
2=9.5mm
YCG1=
abb2
2r2c
ab2r d=
(64 ) (38 )( 382)2(52 )(19 )(64 ) (38 )2(5 )
20 [ mm ]=1.069mm
ZCG 1=0
"eterminamos el (olumen y la masa en este segmento%
V1=abc2r2c=(64 ) (38 ) (19 )2(52 )(19 )=4.322x104 mm3
m=V1=(7.797x106
kg /mm3 ) (4.322x104 mm3 )=0.337Kg
"eterminamos los momentos de masa sobre los e)es lo&ales a tra(*s de los C'%
ma=a b c =(64 ) (38 ) (19 )(7.797x106
kg /mm3 ) ma=0.360Kg
Iax=ma
12( a2+b2 )=0.360 kg
12(642+382 )Iax=1.66410
4Kg m
2
Iay
=ma
12
( a2+c2 )=0.360 kg12
(642+192 )Iay
=1.339104Kg m2
Iaz=ma
12(b2+c2 )=0.360 kg
12(382+192 )Iaz=5.42110
5Kg m
2
+ara el &ilindro,
mb= r2
c =(52)(19)(7.797x106 kg /mm3)mb=0.012Kg
Ibx=mb r2
2=(0.012 kg)(5
2)2
Ibx=1.455107Kgm
2
Iby=mb
12(3 r2+c2 )=0.012 kg
12(352 )+ (192 )Iby=4.22910
7Kg m
2
Ibz=mb
12(3 r2+c2 )=0.012 kg
12(352 )+(192 )Iby=4.22910
7Kg m
2
"eterminamos los momentos de masa sobre los e)es globales%
-
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Ixx1=Iax+ma[(YCG1 )2+ (ZCG 1 )2 ]+2 (Ibx+mb e 2 )
Ixx1=1.664104Kg m2+0.360Kg [(1.069mm )2+ (0 )2 ]+2 (1.455107Kg m2+(0.012kg) 19mm2
Ixx1=1.581104
Kg m2
Iyy1=Iay+ma[(XCG1 )2+( ZCG1 )2 ]+2(Iby+mb (c2 )
2
)
Iyy1=1.339104Kg m2+0.360kg [(9.5mm )2+ (0 )2 ]+2(4.229107Kg m2+(0.012 kg) (192)
2
)Iyy1=1.63410
4Kg m
2
Izz1=Iaz+ma [(XCG 1 )2+ (YCG1 )2 ]+2 (Ibz )
Izz1=5.421105Kg m2+0.360kg [(9.5mm)2+(1.069mm)2 ]+2 (4.229107Kg m2)
Izz1=8.631105
Kg m2
-hora para el segmento de la pieza donde se en&uentra el ngulo de ./0%eniendo &omo dimensiones,a=radio
1=13mm
b=32mm
c=64 mm
d=18mm
e=Radio2=32mm
"eterminamos la lo&aliza&in del &entro de gra(edad en &oordenadas globales%
Xcg2=e
4
3 b
3a3
b2a2
=32 4
332
3133
322132
[mm ]Xcg2=16.825mm
Zcg2=0mm
"eterminamos el (olumen y la masade este segmento%
-
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"etermine los momentos de masa sobre los e)es lo&ales sealados en el dibu)o delsegmento%
0.013
0.032
3( 2)+0.0642
( 2)+3
Ix=M
2
12(3a2+3b2+c2 )=0.335kg
12
Ix=2.144104
Kg m2
0.013
0.032
3( 2)+0.0642
( 2)+3
Iy=M
2
12(3a2+3b2+c2 )=0.335kg
12
Ix=2.144104
Kg m2
Iz=M
2
12(a2+b2 )=0.335 kg
12(0.0132+0.0322 )
Ix=2104
Kg m2
"etermine los momentos de masa sobre los e)es globales%
I xx2=Ix+M2 d2=2.144104Kg m2+0.335kg0.018m
Ixx2=3.23104
Kg m2
I yy2=Iax+M2 e2Iyy2=4.77110
4Kg m
2
I zz2=Iaz+M2(d2+e2)Izz2=5.06110
4Kg m
2
$nalmente &on el prisma re&tangular
-
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a=64mm
b=19mm
c=38mm
d=40.5mm
e=51mm
"eterminamos la lo&aliza&in del &entro de gra(edad en &oordenadas globales%Xcg
3=e Xcg
3=51mm
Ycg3=dYcg
3=40.5mm
Zcg3=0
"etermine el (olumen y la masa de este segmento%
V3=a b c=(64 ) (19) (38)[ mm ] V3=4.621104
mm3
M3= V3=(7.797x 106
kg /mm3) (4.621104 mm3 )M3=0.360Kg
"eterminamos los momentos de masa sobre lo e)es lo&ales a tra(*s de los &entros degra(edad%
Ix=M
3
12(a2+b2)=0.360kg
12(642+192 )Ix=1.33910
4Kg m
2
Iy=M
3
12
( a2+c2 )=0.360 kg
12
(642+382)Ix=1.664104
Kg m2
Iz=M
3
12(b2+c2)=0.360 kg
12(192+382 )Iz=5.42110
5Kg m
2
"etermine los momentos de masa sobre los e)es globales%
Ix x3=Ix+M3[(YCG3 )2+ (ZCG3 )2 ]=1.339104Kg m2+0.360Kg [ (40.5mm)2+(0 )2 ]
Ixx3=7.25104
Kg m2
Iyy3=Iy+M3 [(XCG 3)2
+( ZCG3)2
]=1.339104
Kg m2
+0.360Kg [(51mm )2
+(0 )2
]
-
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Ixx3=1.104103
Kg m2
Izz3=Iz+M3[ (XCG3 )2+(YCG3 )2 ]=1.339104Kg m2+0.360Kg [(40.5mm )2+(40.5mm )2 ]
Izz3=5.061104
Kg m2
En la parte ! del &ilindro"imensiones
a=19mm
b=40.5mm
c=70mm
d=32mm
"etermine la lo&aliza&in del &entro de gra(edad en &oordenadas globales%
XCG4=c+4 r
3 =70+
4323
XCG4=83.581mm
YCG4=b YCG 4=40.5mm
ZCG4=0
"etermine el (olumen y la masa de este segmento%
V4=a
r2
2 =19
322
2 V4=3.056
10
4
mm
3
M4=V 4=(7.797x106
kg /mm3 ) (3.056104mm3 )M4=0.238Kg
"etermine los momentos de masa sobre los e)es lo&ales del segmento%
Ix=M
4
12(3 r2+a2)=0.238 kg
12(30.0322+0.0192 )Ix=6.8210
5Kg m
2
Iy=M
4
2 r
2=0.238 kg
20.0322Ix=1.22110
4Kg m
2
-
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Iz=M
4
12(3 r2+a2 )=0.238 kg
12(30.0322+0.0192 )Iz=6.8210
5Kg m
2
"etermine los momentos de masa sobre los e)es globales%
Ixx4=Ix+M4 [ (Ycg4 )2+( Zcg4)2 ]=6.82105Kg m2+0.0238 kg [(40.5mm)2+(02)]
Ixx4=4.592104Kg m2
83.581mm
Iyy4=Iy+M4 [ (Xcg4 )2+(Zcg4)2 ]=1.221104Kg m2+0.238
Iyy4=1.787103
Kg m2
40.5mm2
83.581mm2+
Izz4=Iz+M4 [(Xcg4 )2+(Ycg4)2 ]=6.82105Kg m2+0.238kg
Izz4=2.124103
Kg m2
La siguiente parte es un &ilindro negati(o 4ranura5 &uyas dimensiones se muestrandeba)o%
a=70mmb=40.5mm
c=19mm
d=radio=13mm
"etermine la lo&aliza&in del C' 4&entro de gra(edad5%Xcg
5=a Xcg
5=70mm
Ycg5=bY cg
5=40.5mm
Zcg5=0
"etermine el (olumen y la masa de este segmento%m
13m 19mm( 2 )V
5=1.009104mm3
V
5=c r2=
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M5= V5=(7.797x 106
kg/mm3 ) (1.009104 mm3 )M5=0.079Kg
"etermine los momentos de masa sobre los e)es lo&ales del segmento%
Ix=M
5
12(3 r2+c2 )=0.079 kg
12(30.0132+0.0192)
Ix=5.691106
Kg m2
Iy=M
5
2r2=
0.079kg2
(0.0132 )Ix=6.649106
Kg m2
Iz=M
5
12(3 r2+c2 )=0.079 kg
12(30.0132+0.0192)Ix=5.69110
6Kg m
2
"etermine los momentos de masa sobre los e)es globales%
0.0405mm
Ixx5=Ix+M5 [ (Ycg5 )2+ (Zcg5 )2 ]=5.691106Kg m2+(0.079kg)
Ixx5=1.348104
Kg m2
0.070mm2+(02)
Iyy5=Iy+M5 [ (Xcg5 )2+ (Zcg5 )2 ]=6.649106Kgm2+(0.079 kg)
Iyy5=3.922104Kg m
2
40.5mm2+(0.0405mm2)
Izz5=Iz+M5 [(Xcg5 )2+(Ycg5 )2 ]=5.691106Kg m2+(0.079kg)
Iz z5=5.203104
Kg m2
a En&ontrar la lo&aliza&in de su &entroide re6erido al punto B%
Xcg=
i
Xcgi Mi
i
Mi
0.337+0.335+0.360+0.238+(0.079)[ kg ]
(9.5mm0.337 kg)+(16.825mm0.335Kg )+(51mm0.360kg )+(83.581mm0.238 kg)+(70mm0
Xcg=34.919mm
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Ycg=
i
Ycgi Mi
i
Mi
0.337+0.335+0.360+0.238+(0.079 )[kg ]
((1.069
mm)0.337
kg )+ (33.175
mm0.335
Kg )+(40.5
mm0.360
kg )+ (40.5
mm0.238
kg )+(40.5
m
Ycg=26.688mm
Zcg=
i
Zcgi Mi
i
Mi
0mm
0.337+0.335+0.360+0.238+(0.079)[kg ]
( 0.337 kg )+(0mm0.335Kg )+(0mm0.360 kg)+(0mm0.238kg )+(0mm0.079Kg)
Zcg=0
b En&ontrar su momento de masa de iner&ia Ixx sobre el e)e 7 a tra(*s del
punto B%
Ixx=i
I xxi
Ixx=1.581104
Kg m2
+3.23104
Kg m2
+7.25104
Kg m2
+4.592104
Kg m2
+(1.348104
K
Ixx=1.531103Kg m2
& En&ontrar su momento de masa de iner&ia Iyy sobre el e)e a tra(*s del punto
B%
Iyy=i
I yyi=
Iyy=1.634104Kg m2+4.771104Kg m2+1.104103Kg m2+1.787103Kg m2+(3.92210
Iyy=2.976103Kg m2
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En :ourbar% "atos del programa,
La matriz
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Me&anismo simulado
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teniendo:
Datos iniciales:
(A - B) a:= 0.80in
(C - D) c:=1.55in
Link 2 angle: 82 :=
49deg
(B - C) b := l.23in
(A - D) d := 2.40in
Distancia desde el punto de fuerza hasta el perno D:
RP4 := 1.00in 84 := Odeg
!uerza e"ercida: FP4 := 2000/bf (perpendicular al enlace#)
Distancia del $ango al pernoA: Rn := 4.26in
Solucion:
1% Lo ;ue (amos a ha&er es introdu&ir los (alores ;ue anteriormente pudimos identi$&ar enuna tabla ;ue se program en E9&el 2/13 para determinar los enla&es 3 y ! )unto &onsus ngulos as< &omo &al&ular el ngulo de la 6uerza de prensado &on respe&to al mar&ode &oordenadas
3 :=
34.039deg BFP4 :=
84 + 90deg
3 :=
123.518degBFP4
% 2l3.518deg
-
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2% "eterminaremos la distan&ia hasta el &entro de gra(edad en el L8C= en &ada enla&e m(il
&nlace 2 ' #: Rcc2 := 0. a Rcc2 = 0.#00 in Rc4 := 0. e Rcc4 = o. in
&nlace *: Rc3 := 0.5b Rc3 = 0.+1 in
2. Cal&ular las &omponentes 7 e de los (e&tores de posi&ion.
R12! :=Rcc2c"#$e2 + 180deg)
R12% :=Rcc2#in$82 + 180deg)
R32! := Rcc2c"#$ 02)
R12% := Rcc2#in$
82)
R23! := Rc&c"#$e3 +
180deg'R23% :=Rcin$03 +
180deg) R43! := $b -
Rc3'c"#$e3'
R43% :% $b -Rc&'#in$e3'
R14% :=
Rcc4#in$e4'
R(! :=Rcc4c"#$e4 + 180deg)
R14% := Rcc4#in$04 +180deg)
Rn% := $Rn + Rc2'#in$e2 +
180deg)
-
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R12! % --0.2+2 inR12% %
--0.*02 in
R32! = 0.2+2 inR12%
= 0.*02 in R23! =
--0.1, inR13% =
--0.*## in
R43! % 0.(10 in
R43% = 0.*## in
R34! = --0.#28 in
R34% = 0.+#+ in
R)4! = 0.#28 in
R14% = --0.+#+ in
Rn% = -*.1 in
-
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Rn! := $Rn +Rc2'c"#$e2 + 180-
deg)
RP4! := $RP4*
Rca4'c"#$e4' RP4% := $RP4
-
Rca4'#in$e4'
Rn! = -*.0
inRP4! =
-0.12# in
RP4% = 0.188 in
3% &ne#+e ,a#" -a"# a calc(la la# c","nen+e# en !
FP4! :=FP4c"#$
BFP4'FP4% :=
FP4#in$ BFP4'
FP4! = *166.4/bf
F,4% = *1104.4/bf
. 8ustituir estos (alores dados y &al&ulados en la e&ua&in matri&ial modi$&ado t*rminosde masa e iner&ia
O o O o o o 1 o
O o , o o o o 1
*R12% R)2! *R32%
R32! Rn! *Rn%
in in in in in in
o o -1 o o o
o o o -1 o o
R13% *R23! *R43% R43!
C- o o o o o oin in in in
o o o o -1 o o o o
o o o o o -1 o o o
o o o o R34% *R34! *R14% R(! o oin in in in
o o o o o o o o lan(02 + ) -1
F .-
o
o
o
o
o
o
- 1*FP4!lbf
- 1R:=C F
- 1
*FP4%*lbf
-1 -1(*RP4!FP4% +RP4%*FP4! )lbf in
o
F12! :=
R+lbfF32! :=
R&
lb
fF12! = 1029 lbfF32! =
*1069/bf
o o o o
o
o o
o
o
-
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F43! :=
R5
lbfF 14!
:=Ri lbf
F43! % -10+
lbfF(! = 8
lbf
F43% :=
R6
lbfF14% :=
R8
lbf
F43% =
*22/bfF(% %
*82 lbf
Fand% :=R10
lbf Fand% = *34.9/bf
+. Calculando las fuerzas.
in at/:
in at:
in at
C: in
atD:
. Calculando la fuerza del
$ango.
F11 :=&F12/ + F11/
F32 := & F32/ +
F31/ F43 := &F43/
+F43/
F14:=&F(/F(/
F& 2 =
128lbf F32 =
120lbf
F43 % 1290/bf
F14 = 10/bf
Fand = *.l lbf
.
JFI = 0.+#