DESENVOLVIMENTO DE COMPUTADOR

Projeto de uma trava tipo “Toggle Clamp”

Alunos:

Aline Gabriel de Almeida R.A.: 1010018

Lidia Pereira R.A.: 1010451

Rael Moshe Vieira Cruz R.A.: 1010409

Prof. Dr. Mauricio Becerra Vargas

Projeto de Mecanismos

Sumário

1. INTRODUÇÃO 2

2. DESENVOLVIMENTO TEÓRICO 3

2.1. Síntese Cinemática 3

2.2. Análise Cinemática 5

2.3. Análise Estática 10

3. DESENVOLVIMENTO COMPUTACIONAL 15

3.1. Software MatLab 15

3.2. Software Adams View 16

4. RESULTADOS 19

4.1. Software MatLab 19

4.2. Software Adams View 19

5. COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS 24

 

INTRODUÇÃO

Travas tipo “Toogle Clamp” são temporárias e de ação rápida, elas tem a função de fixar um objeto em uma superfície por meio de uma aplicação de pressão. Podem ser fixados a uma bancada, ou podem ser de mão para segurar peças de trabalho em conjunto.

Esses grampos operam através de um sistema de alavancas e pivôs. O grampo se move contra a peça de trabalho e existem duas formas de fixação:

Por compressão: no qual se empurra a alavanca de maneira que ela se encontre a 90º do pivô de fixação, como mostrado na figura 1.

Figura 1 – Fixação por compressão

Por estiramento: no qual se empurra a alavanca de maneira que ela se encontre a 180º do pivô de fixação, como mostrado na figura 2.

Figura 2 – Fixação por estiramento

No projeto será utilizada a trava “Toggle Clamp” em fixação por estiramento assim como está apresentado na figura acima.

 

DESENVOLVIMENTO TEÓRICO

Síntese Cinemática

O primeiro passo para a realização do projeto foi utilizar o método gráfico de síntese usando 2 pontos com corpo fixo no acoplador. O procedimento gera as medidas dos links do mecanismo e está descrita a seguir:

Desenhar o link CD nas posições desejadas

Desenhar as linhas de construção C1C2 e D1D2

Dividir em duas partes iguais as linhas C1C2 e D1D2 e identificas os pontos médios como C3 e D3, respectivamente

Desenhar uma linha passando por C3 perpendicular a C1C2 e escolher adequadamente um ponto sobre a linha e identifica-lo como O2

Desenhar uma linha passando por D3 perpendicular a D1D2 e escolher adequadamente um ponto sobre a linha e identifica-lo como O4

Nomear os links: Link 1 = O2O4, Link 2 = C1O2, Link 3 = C1D1 e Link 4 = O4D1

Verificar se o mecanismo é Grashof

Verificar o ângulo de transmissão

Seguindo os procedimentos citados foi possível realizar a montagem dos links do mecanismo como pode ser visto na figura 3.

Figura 3 - Síntese Cinemática do mecanismo

Por meio da figura acima se encontram as medidas dos links:

Link 1=(O_2 O_4 ) ̅=36 mm →Base

Link 2=(O_2 A) ̅=28.3 mm →Motor

Link 3=(AB) ̅=25 mm →Acoplador

Link 4=(BO_4 ) ̅=30 mm →Seguidor

Desta forma, os links e suas medidas estão apresentados na figura 4 para uma melhor visualização.

Figura 4 – Links e suas respectivas medidas

Análise Cinemática

Análise de Posição

Para prosseguir com a realização do projeto, foi feita a análise de posição do mecanismo de 4 barras utilizado a fim de encontrar os ângulos que os links fazem com a horizontal.

Nesta análise é necessário primeiramente definir o frame do mecanismo, em que se define o sistema de coordenadas de referência, em seguida desenhar um circuito fechado de vetores e reduzir o polígono de vetores de forma que se transforme em um de apenas 3 vetores.

Figura 5 – Polígono de 3 vetores

(r_s ) ⃗=(r_1 ) ⃗-(r_2 ) ⃗

r_s θ_s=r_1 θ_1-r_2 θ_2

(r_s ) ⃗=(r_3 ) ⃗-(r_4 ) ⃗

r_s θ_s=r_3 θ_3-r_4 θ_4

Para o mecanismo foi utilizado o caso 4 na análise de posição pois os valores de (r_s ) ⃗, (r_1 ) ⃗ e (r_2 ) ⃗ são conhecidos, assim como o ângulo θ_1.

(r_s.e^(iθ_s ))/e^(iθ_s ) =(r_1.e^(iθ_1 ))/e^(iθ_s ) -(r_2.e^(iθ_2 ))/e^(iθ_s )

r_s=r_1.e^(iθ_1-θ_s )-r_2.e^(iθ_2-θ_s )

r_s=r_1.cos⁡〖(θ_1-θ_s )+r_1.sin⁡〖(θ_1-θ_s )i-〗 r_2.cos⁡〖(θ_2-θ_s )-r_2.sin⁡(θ_2-θ_s )i 〗 〗

Separando parte real e parte imaginária

r_s=r_1.cos⁡〖(θ_1-θ_s )-r_2.cos⁡(θ_2 〖-θ〗_s )〗 → (1)

0=r_1.sin⁡〖(θ_1-θ_s )-r_2.sin⁡(θ_2 〖-θ〗_s )〗 → (2)

Rearranjando as equações 1 e