CONCEPTOS E INTRODUC I NTRODUCCIÓN CIÓN Juntas (Joints) Definen una conexión rígida entre dos partes y ayudan a definir el movimiento de esas partes. La siguiente tabla enlista los tipos de juntas y sus grados de libertad así como el tipo de movimiento que permiten.
Nombre
Representación
Grados de libertad
Movimientos que permite
1
Traslación de una parte respecta a otra mientras todos los ejes están codireccionados.
Traslacional
Revoluta
1
2 Cilíndrica
Esférica
Planar
Fija
3
Traslación y rotación de una parte respecto a otra.
Permite tres rotaciones de una parte respecto a la otra mientras mantiene dos puntos, uno en cada parte coincidentes.
3
El plano x-y de una parte se desliza respecto a otra.
0
No existe movimiento de una parte con respecto a otra.
4 En línea
Rotación de una parte respecto a otra a lo largo de un eje en común.
Permite tres movimientos rotacionales y uno traslacional de una parte respecto a
otra.
5
Permite tres movimientos rotacionales y dos traslaciones de una parte respecto a otra.
2
Dos rotaciones de una parte respecto a otra mientras permanecen coincidentes y manteniendo una velocidad constante a través del eje de giro.
En plano
Velocidad constante (Convel)
Hooke
2
Dos rotaciones de una parte respecto respecto a la otra mientras permanecen coincidentes.
Grados de libertad Los grados de libertad (DOF) del mecanismo son importantes para el análisis cinemático del Sistema. Para la animación, articulación y funcionamiento de la gráfica, los grados de libertad (Ecuación de Gruebler) del mecanismo deben ser menores o iguales a cero [1].
DOF
6 N
P
1
Donde: DOF=Grados de libertad del mecanismo N= Número de eslabones (incluyendo tierra) P= Número de juntas (Conexiones entre eslabones)
Cada eslabón añade grados de libertad al mecanismo y cada junta remueve grados de libertad y el tipo de junta que se usa determina el número de grados de libertad.
Tipos de juntas Se usa el término genérico “joints” para describir la conexión entre eslabones y las restricciones en el mecanismo. En realidad hay tres tipos distintos:
Joints - Revolute, Slider, Cylindrical, Screw, Universal, Spherical, Planar, y Fixed Couplers - Rack and Pinion, Gears, y Cables Constraints - Point on Curve and Curve on Curve
Se pueden crear joints entre dos eslabones o de un eslabón a tierra, se crean acopladores entre dos joints existentes (usualmente revoluta y deslizador). Se crean restricciones entre dos eslabones o eslabón y tierra excepto que se deba usar curvas planares y/o puntos para crear las juntas. Al menos una curva o punto debe ser parte de un eslabón [2].
Revoluta Este tipo de junta puede existir entre dos eslabones o un eslabón y tierra. La junta revoluta remueve 5 grados de libertad del mecanismo. La junta no permite traslación en los 3 ejes y puede rotar solo sobre un eje.
Slider (Deslizante) (Deslizante) Se puede tener una junta slider fija a tierra y puede tener entradas de movimiento. Una junta deslizante elimina 5 grados de libertad del mecanismo. La figura muestra un ejemplo de esta junta.
Universal La junta universal elimina 4 grados de libertad del mecanismo la junta no permite traslación a lo largo de los ejes y elimina un eje de rotación.
Esférica Se puede girar alrededor de los tres ejes. El origen de la junta debe estar en la intersección de los dos eslabones. Una junta esférica no permite traslación a través de los ejes. Un ejemplo es una articulación de rótula.
Cilíndrica Una junta cilíndrica puede existir entre dos eslabones o un eslabón y tierra. La junta cilíndrica cilíndrica elimina 4 grados de libertad libertad del mecanismo, dos rotacionale rotacionales s y dos traslacionales, en la figura el eslabón etiquetado se puede trasladar arriba y abajo del eje así como rotar.
Screw (Tornillo) Esta junta puede existir entre dos eslabones o un eslabón y tierra. La geometría seleccionada determina el origen y orientación. Esta junta elimina 5 grados de libertad del mecanismo.
Planar Este tipo de junta elimina 3 grados de libertad del mecanismo. Un eje debe ser normal a la superficie planar definida, la rotación es sobre dicho eje y las traslaciones son sobre la superficie planar en dos direcciones. Las superficies no se pueden separar, la rotación es solo en un eje pero la traslación sobre ese eje no es permitida.
Fijo (Fixed) Una junta fija elimina 6 grados de libertad en un mecanismo. Cuando se crea una junta fija entre dos eslabones, eslabones, los eslabones eslabones se se mueven como un solo solo cuerpo. cuerpo. Una
junta fija entre un eslabón y tierra asegura el eslabón en una posición y no le permite moverse. No se requiere especificar la orientación o locación de esta junta en el eslabón pues solo fija los eslabones sin una orientación necesaria.
Punto en curva (Point (Point on curve) Cuando se edita solo se puede cambiar el nombre, visualizar la escala y la localización del punto, no se puede redefinir la curva. La figura muestra un ejemplo de este tipo de restricción.
Curva en curva (Curve on curve) Estas curvas permanecen en contacto una con la otra durante el movimiento del mecanismo.
Bibliografía Bibl iografía y fuentes consul tadas tadas [1] The Multibody Systems Approach to Vehicle Dynamics, Michael Blundell Damian Harty, ELSEVIER, 2004.
[2]
http://engineering-inventions.blogspot.mx/2014/06/automotive-powertrain-part-
ii.html.
