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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    12/19

    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

  • 7/24/2019 Ejemplos de Dinmica de maquinaria

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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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  • 7/24/2019 Ejemplos de Dinmica de maquinaria

    19/19

    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.+#