Elos, juntas, articulações

MecanismosPar cinemático, cadeia cinemática, Graus de liberdade e Mecanismo de Quatro Barras

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Elos, Juntas e Cadeias Cinemáticas

EloUm elo é um corpo rígido que possui ao menos dois nós que são pontos para se anexar aos outros elos.

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JuntaÉ uma conexão entre dois ou mais elos. As juntas também chamadas de pares cinemáticos podem ser classificadas de diferentes maneiras:

1. Pelo tipo de contato entre os elementos, linhas, ponto ou superfície;

2. Pelo número de graus de liberdade permitidos na junta;

3. Pelo tipo de fechamento físico da junta: por força ou por forma;

4. Pelo número de elos unidos (ordem da junta).

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Junta1. Classificação quanto ao tipo de contato: Par inferior – juntas com superfície de

contato

Par superior – juntas com ponto ou linha de contato

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Junta1. Classificação quanto ao fechamento da

junta

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Junta1. Classificação quanto ao número de elos

unidosA ordem da junta é definida como o número de elos menos um.

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Junta1. Classificação quanto ao número de graus

de liberdade: Junta completa (1 GDL) – junta com pino,

girando e junta deslizante.

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Junta1. Classificação quanto ao número de graus

de liberdade: Meia junta – permite rolar e deslizar

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Cadeia CinemáticaDef.: um conjunto de elos e juntas

interconectadas de uma maneira quepossibilite um movimento de saída controlado em resposta a um movimento de entrada fornecido.

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Cadeia Cinemática Aberta

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Cadeia Cinemática Fechada

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Graus de LiberdadeDef.: o número mínimo de coordenadas

independentes necessárias para definir sua posição em qualquer instante.

O conceito de Grau de Liberdade é fundamental para síntese e análise de mecanismos .

Para determinar o GDL geral de qualquer mecanismo, devemos considerar o número de elos e juntas, bem como a interação entre eles.

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Graus de LiberdadeO GDL de qualquer conjunto de elos pode ser previsto após um estudo sobre a condição de Gruebler

M = 3L – 2J – 3G

M = Graus de Liberdade ou mobilidadeL = número de elosJ = Número de juntasG = Número de elos fixos

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Graus de LiberdadeSe considerarmos que sempre haverá um elo fixo, podemos reescrever a equação da seguinte forma:

M = 3(L - 1) -2J

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Se GDL > 0 – a montagem será um mecanismo e os elos terão um movimento relativo

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Se GDL = 0 – a montagem será uma estrutura e o movimento não é possível

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Se GDL < 0 – a montagem será uma estrutura e pode está pre-carregada.

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Graus de Liberdade

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Graus de Liberdade

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Graus de Liberdade

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O MECANISMO DE QUATRO BARRAS

O mecanismo de quatro barras com junta de pino é o mais simples possível para o movimento de um grau de liberdade

É muito versátil em termos de tipos de movimentos que pode gerar.

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O MECANISMO DE QUATRO BARRAS

A Condição de GrashofA Condição de Grashof é uma relação que prevê a condição de rotação ou rotatividade do mecanismo

S + L ≤ P + Q

S = comprimento do elo menorL = comprimento do elo maiorP = comprimento do elo remanescenteQ = comprimento do outro elo remanescente

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O MECANISMO DE QUATRO BARRAS

A Condição de GrashofSe a montagem atende à condição de Grashof, pelo menos um elo é capaz de fazer uma revolução completa em torno do elo de referência

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O MECANISMO DE QUATRO BARRAS

Classificação de um mecanismo de quatro barras

CLASSE I S + L ≤ P + Q Condição de Grashof

CLASSE II S + L > P + Q

CLASSE III S + L = P + Q

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O MECANISMO DE QUATRO BARRAS

Classificação de um mecanismo de quatro barras

CLASSE I S + L ≤ P + Q Condição de Grashof Manivela Seguidor

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O MECANISMO DE QUATRO BARRAS

Classificação de um mecanismo de quatro barras

CLASSE I S + L ≤ P + Q Condição de Grashof Dupla Manivela

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O MECANISMO DE QUATRO BARRAS

Classificação de um mecanismo de quatro barras

CLASSE I S + L < P + Q Condição de Grashof Duplo Seguidor de Grashof

Cinemática dos MecanismosO MECANISMO DE QUATRO BARRAS

Classificação de um mecanismo de quatro barras

CLASSE II S + L > P + Q Triplo Seguidor - Nenhum elo conseguirá girar

totalmente.

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O MECANISMO DE QUATRO BARRAS

Classificação de um mecanismo de quatro barras

CLASSE III S + L = P + Q Caso especial de Grashof Configurações de Duplamanivela ou

Manivela Seguidor Paralelogramo

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O MECANISMO DE QUATRO BARRAS

Classificação de um mecanismo de quatro barras

CLASSE III S + L = P + Q Caso especial de Grashof Configurações de Duplamanivela ou

Manivela Seguidor Antiparalelogramo

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O MECANISMO DE QUATRO BARRAS

Classificação de um mecanismo de quatro barras

CLASSE III S + L = P + Q Caso especial de Grashof Configurações de Duplamanivela ou

Manivela Seguidor Forma Deltóide