Visita Encydia-Wikilingue.com

Acoplamento Mecânico

acoplamento mecânico - Wikilingue - Encydia

O alicate ejemplifica um mecanismo de quatro barras, com um grau de liberdade de um.

Um acoplamento mecânico é uma série de acoplamentos rígidos com ligamentos que formam uma corrente fechada, ou uma série de correntes fechadas. A cada ligamento tem um ou mais unes, e estas têm diferentes graus de liberdade que lhe permitem ter mobilidade entre os ligamentos. Um acoplamento mecânico é chamado mecanismo se dois ou mais unes podem-se mover com respeito a um ligamento fixo. Os acoplamentos mecânicos são usualmente designados em ter uma entrada, e produzir uma saída, alterando o movimento, velocidade, aceleração, e aplicando uma vantagem mecânica.

Um acoplamento mecânico que está designado a ser estacionário é chamado estrutura.

Conteúdo

História

Um governador centrífugo para o controle de fluído. Uma turbina de água gira o governador, o qual controla o fluído da água, o qual alimenta a turbina, criando uma máquina de velocidade regulada.

Os acoplamentos mecânicos são uma parte fundamental do desenho de máquinas, e os mais simples acoplamentos não foram nem inventados nem sequer entendidos até o século XIX. Tomada em conta um simples pau: tem seis graus de liberdade, três dos quais são as coordenadas de seu centro no espaço, os outros três descrevem sua rotação. Uma vez unido entre um bloco de pedra e um ponto de apoio e é consignada a um movimento particular, actuando como uma alavanca para mover o bloco. Quando mas uniões são acrescentadas em vários mods seu movimento colectivo se define maior precisão. Movimentos muito complicados e precisos podem ser desenhados em um acoplamento com só umas partes.

A Revolução industrial foi a época de ouro dos acomplamientos mecânicos. Os avanços em matemáticas, engenharia, e manufactura proveyeron tanto a necessidade como a habilidade de criar novos mecanismos. Muitos mecanismos simples que parecem óbvios hoje, requereram algumas das mais brilhantes mentes dessa era para os criar. Leonhard Euler foi um dos primeiros matemáticos em estudar a síntese dos acomplamientos, e James Watt trabalhou arduamente para inventar o movimento em paralelo que suporta o pistão de sua máquina de vapor. Pafnuti Lvóvich Chebyshov trabalhou nos desenhos dos acomplamientos mecânicos por mais de trinta anos, o cuale guiou-o a criar seus polinômios1. Novas invenções de acomplamientos mecânicos, desenhados pela necessidade, foram um instrumento em maquiná-la-ia de hilados, dando poder de conversão e regulando a velocidade. Inclusive a habilidade de um mecanismo para produzir um movimento linear preciso, sem uma guia de referência, tomou anos em solucionar-se.

Cientistas, mayormente Alemães, Russos e Ingleses, têm pesquisado este domínio sobre os últimos 200 anos, de modo que a análise tradicional ou os problemas de síntese (como os de movimeinto planar) têm sido resolvidos (vê as bibliotecas em linha nos enlaces externos, em alemão e inglês).

A tecnologia electrónica de hoje em dia tem dado como algo óbvio muitas aplicações de acoplamento mecânico, tais como a computação mecânica, o digitar e a maquinaria. De todos modos, os desenhos modernos de acoplamento mecânico continuam avançando, e os desenhos que ocupavam a um engenheiro por dias, hoje podem ser optimizados por um computador em segundos.

Inclusive os servomotores com um controle digital são comuns, e a primeira vista fáceis de usar, no entanto alguns problemas de movimento (especialmente para movimentos rápidos e precisos) ainda são somente resolvidos por médio de acoplamentos mecânicos.

Actualmente, os acomplamientos mecânicos têm retomado grande importância na construção de robôs, onde no Japão exite também uma história de desenvolvimento e investigação muito avançada sobre acoplamento mecânico, podendo desenvolver novos avanços em robótica com excelsa precisão.

Teoria

Os acoplamentos mais simples têm um grau de liberdade de um, o que significa que há uma entrada de movimento ("input motion", em Inglês) que produz uma saída de movimento ("output motion", em Inglês). A maioria dos acoplamentos são também planares, significando que todos os movimentos tomam lugar em um só plano. Os acomplamientos espaciais (não-planar) são mais difíceis de desenhar e portanto não tão comuns.

A equação de Kutzbach-Gruebler é usada para calcular os graus de liberdade nos acoplamentos. O número de graus de liberdade de um acoplamento é também chamado sua mobilidade.

Uma versão simplificada da equação de Kutzbach-Gruebler para os acoplamentos planares é:

m = 3(n-1)-2j \,
m \, = mobilidade = graus de liberdade
n \, = número de uniões (incluindo a união a terra)
j \, = número de pares cinemáticos de um grau de liberdade (pin ou bola movible)
Movilidad del acomplamiento mecánico


Uma forma mais geral da equação de Kutzbach-Gruebler para os acoplamentos planares contendo uniões mais complexas:

m = 3(n-j-1)+ \sum_{n=1}^j\ f_i,

Ou, para acoplamentos espaciais (acoplamentos que se levam a cabo em um movimento em 3D):

m = 6(n-j-1)+ \sum_{n=1}^j\ f_i,
m \, = mobilidade (graus de liberdade)
n \, = número de uniões (incluindo uma união a terra)
j \, = número total de uniões, sem tomar em conta a conectividade ou os graus de liberdade
\sum_{n=1}^j\ f_i= soma dos graus de liberdade da cada união.

A mobilidade de uma máquina hidráulica pode ser facilmente identificada contando o número de cilindros hidráulicos controlados independentemente.

Acoplamentos singelos são capazes de produzir um movimento complicado.

Tipos de uniões:

Os desenhadores sintetizarão um acoplamento começando por um movimento de saída requerido, uma vantagem mecânica, velocidade e aceleração. Um tipo de acomplamiento é escolhido e modificado para dar o desempleño requerido.

A cada união é tratada como um vetor, e os vetores podem ser combinados em um sistema de equações, porque estes formam um circuito. A matriz é resolvida para criar uma equação de forma fechada que relaciona as entradas de movimento com os movimentos de saída. O mesmo é facto para a vantagem mecânica, ou em outra quantidade importante. As equações de movimento são derivadas com respeito ao tempo para encontrar a velocidade e aceleração das partes do mecanismo.


Tipos de acoplamentos

Acoplamento biela - manivela.

Os acoplamentos mecânicos podem dividir-se em acoplamentos rígidos e flexíveis.

Acoplamento biela-manivela

Usos

Referências

  1. "How to Draw a Straight Line, historical discussion of linkage design", Como desenhar uma linha recta, discussão histórica sobre o desenho dos acoplamentos mecânicos (em Inglês)

Enlaces externos

Obtido de http://ks312095.kimsufi.com../../../../articles/a/r/t/Encydia-Wikilingue%7EArt%C3%ADculos_solicitados_2358.html"