4.6 ANALISIS DE FUERZAS EN LOS ESLABONES DE UN MECANISMO DE CUATRO BARRAS ARTICULADO.Uno de los mecanismos ms simples y tiles es el de cuatro barras articuladas. La figura 2.1 ilustra uno de ellos. El eslabn 1 es el marco o base y generalmente es estacionario. El eslabn 2 es el motriz, el cual puede girar completamente o puede oscilar. En cualquiera de los casos, el eslabn 4 oscila. Si el eslabn 2 gira completamente, entonces el mecanismo transforma el movimiento rotatorio en movimiento oscilatorio. Si la manivela oscila, entonces el mecanismo multiplica el movimiento oscilatorio.Cuando el eslabn gira completamente, no hay peligro de que ste se trabe. Sin embargo si el 2 oscila se debe tener cuidado de dar las dimensiones adecuadas a los eslabones para impedir que haya puntos muertos de manera que el mecanismo no se detenga en sus posiciones extremas. Estos puntos muertos ocurren cuando la lnea de accin de la fuerza motriz se dirige a lo largo del eslabn 4, como se muestra mediante las lneas punteadas en la figura 2.2.Si el mecanismo de cuatro barras articuladas se disea de manera que el eslabn pueda girar completamente pero se hace que el 4 sea el motriz, entonces ocurrirn puntos muertos, por lo que es necesario tener un volante para ayudar a pasar por estos puntos muertos.Adems de los puntos muertos posibles en el mecanismo de cuatro barras articuladas, es necesario tener en cuenta el ngulo de transmisin, que es el ngulo entre el eslabn conector 3 y el eslabn de salida 4. ste se muestra en la figura 2.3 como el ngulo y .

Para una mejor transmisin de la fuerza dentro del mecanismo, los eslabones 3 y 4 debern ser casi perpendiculares a lo largo de todo el ciclo de movimiento. Si el ngulo de transmisin se desva +90 -90 en ms de 45 50 aproximadamente, el eslabn tiende a pegarse debido a la friccin en las uniones o articulaciones; los eslabones 3 y 4 tambin tienden a alinearse y se podran trabar. Es especialmente importante verificar los ngulos de transmisin mnimo y mximo, y y y respectivamente, para un mecanismo de cuatro barras. En este mecanismo el eslabn 2 gira completamente y el eslabn 4 oscila.El ngulo de salida del mecanismo de cuatro barras tambin puede encontrarse en forma cerrada como una funcin de 2. Haciendo referencia a la figura 2.3, la ley de los cosenos puede utilizarse para expresar los ngulos y como sigue:

En l ngulo 4 en la figura 2.3 est dado por:4 = 180 - (+)Debe tenerse mucho cuidado al usar este resultado ya que tanto como pueden ser ngulos positivos o negativos dependiendo de la solucin que se tome para la funcin arco-coseno. Para el segundo cierre del mecanismo articulado (figura 2.3b), debe tomarse como positivo y como negativo a fin de usar la ecuacin 2.5. en general, para 0 2 < 180, debe elegirse de manera que 0 < 180; y de manera similar, para 180 2 < 360, debe seleccionarse de manera que 180 < 360. Con elegido de esta forma, los dos valores de producirn valores de 4 correspondientes a los dos cierres distintos del mecanismo articulado. El procedimiento para encontrar los ngulos de salida variables de un mecanismo en funcin del ngulo de entrada se conoce como anlisis de posicin. El mtodo de anlisis de posicin que se acaba de presentar es slo uno de varios enfoques posibles. En el apndice 1 se presenta otro mtodo basado en el empleo de vectores y nmeros complejos. Sin embargo, todos los mtodos presentados requieren ingenio y manipulaciones para obtener el ngulo de salida deseado en funcin del ngulo de entrada. El problema del anlisis de posicin para los mecanismos articulados que contienen ms de cuatro eslabones puede volverse extremadamente complicado.

4.7 Anlisis de fuerzas de un mecanismo manivela biela corredera.