Modelado matemático con funciones polinomiales del perfil de una leva mediante el análisis cinemático del seguidor
DOI:
https://doi.org/10.17268/rev.cyt.2024.02.02Palavras-chave:
síntesis de levas, funciones polinomiales, desplazamiento, fuerzas de marchaResumo
En la presente investigación se diseñó el perfil de una leva para un sistema leva-seguidor-pistón-tacón, de modo que en el tacón se simule las fuerzas verticales que ejerce el pie de una persona al caminar. Este sistema puede contribuir con la innovación tecnológica de pruebas de calidad para las empresas de calzado de la región. Se obtuvieron los datos de fuerza vs tiempo en un ciclo de marcha estable, estableciendo la relación entre el desplazamiento y la fuerza a simular. El modelamiento matemático del perfil emplea funciones polinomiales, se definen 9 condiciones de frontera, obteniéndose un polinomio de grado 8, la leva diseñada a partir de su solución cumple con la ley fundamental de las levas (curvas continuas para la velocidad y aceleración). Para que el ángulo de presión entre la leva y el seguidor sea menor a 30° se determinó una excentricidad 0, radio primario de 3 pulgadas y un radio de base de 2 pulgadas, lo que asegura que la transmisión de fuerza en la dirección del movimiento del seguidor sea eficiente. Se realizó el modelado del sistema en SolidEdge.
Referências
Adduci, R., Willems, J., Kikken, E., Gillis, J., Croes, J., y Desmet, W. (2023). An Integrated Co-Design Optimization Toolchain Applied to a Conjugate Cam-Follower Drivetrain System. Machines, 11(4), 486.
Ade, M., Kucheriya, N., Laware, S., Patil, T., Jain, A., y Dakhole, M. (2020). Cam Design using Polydyne Approach. International Research Journal of Engineering and Technology, 7(7), 1388-1392.
Aquino, S., Tierra, L., Pozo, E., Escobar, M., Ordoñez, M., y Choto, L. (2018). Análisis cinemático de levas de baja velocidad con leyes combinadas en base a métodos geométricos y matemáticos. Dominio de las Ciencias, 4(4), 185-205.
Cachay-Pilco, A., Yalta-Panaifo, D., Vidaurre-Rojas, P., Fasanando-Garcia, S., y Ludeña-Cardenas, J. C. (2023). Nivel de planificación y la competitividad de Mypes peruanas de venta de calzados. Revista Amazónica de Ciencias Económicas, 2(2), 549.
Cardona, S., Zayas, E., y Jordi, L. (2014). Radius of curvature and sliding velocity in constant-breath cam mechanisms. Mechanisms and Machine Theory, 181-192.
Chi, J., Xing, M., Xing, J., y Song, J. (2023). The Design of the Controlling Cam Optimization Profile in an Automated-Cutoff Valve Based on Ga. Advances in Engineering Technology Research, 5(2), 128-128.
DasGupta, A., y Ghosh, A. (2004). On the determination of basic dimentions of a cam with a translating roller-follower. Journal of Mechanical Design, 126.
Freitas, A. A., y Soares, L. F. (2023). Nomograms for maximun pressure angles in radial cams with follower eccentricity for cycloidal and harmonic motion curves. Acta Scientiarum. Technology, 45(1), e57823.
Hamza, F., Abderazek, H., Lakhdar, S., Ferhat, D., y Yıldız, A. R. (2018). Optimum design of cam-roller follower mechanism using a new evolutionary algorithm. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 99, 1267-1282.
Li, L., y Hamill, J. (2002). Characteristics of the vertical ground reaction force component prior to gait transition. Research quarterly for exercise and sport, 73(3), 229-237.
Lianxin, Y., Tuning, X., Kuangen, Z., Ken, C., y Chenglong, F. (2021). Allowing the Load to Swing Reduces the Mechanical Energy of the Stance Leg and Improves the Lateral Stability of Human Walking. IEEE TRANSACTIONS ON NEURAL SYSTEMS AND REHABILITATION ENGINEERING, 29.
Milenković, B. (2022). Kinematic and dynamic analysis of cam and follower using matlab. Proceedings on Engineering Sciences, 4(3), 379–384.
Mills, J., Notash, L., y Fenton, R. (1993). Optimal design and sensitivity analysis of flexible cam mechanisms. Mechanism and Machine Theory, 563-581.
Mishra, R., y Bhowmik, D. (2021). A brief description designing, modelling, and materials of cam-follower mechanism. School of Mechanical Engineering.
Nguyen, T. T., Duong, T. X., y Nguyen, V. S. (2021). Design general Cam profiles based on finite element method. Applied Sciences, 11(3), 6052.
Norton, R. L. (2013). Diseño de Maquinaria. México D.F: McGraw - Hill.
Osorio, J., y Valencia, M. (2013). Bases para el entendimiento del proceso de la marcha humana. Archivos de medicina, 13(1), 88-96.
Pérez, C., Mendoza, J., Carranza, S., y Ritchie, D. (2008). El cluster de calzado de El Porvenir, La Libertad. Revista Internacional de Investigación y aplicación del método de casos.
Pleguezuelos González, M., Sánchez Sánchez, M., Pedrero Moya, J. I., y y Castejón López, M. (2022). Proyecto colaborativo para la mejora de la docencia en el análisis cinemático y dinámico de levas mediante hojas de cálculo. UNED - Universidad Nacional de Educación a Distancia.
Pridgen, B. (2011). Comparison of polynomial profiles and input shaping for industrial applications. Georgia Institute of Technology.
Racic, V., y Pavic, A. (2008). Human Walkink and Running Forces: Novel Experimental Chaeacterization and Application in Civil Engineering Dynamics. ResearchGate.
Salinas, J. G., y Rodríguez, R. A. (2021). Gestión humana e innovación en las mypes de calzado en la ciudad de Trujillo-Perú en 2019. Journal Management & Business Studies, 2(1), 1–16.
Todorović, M., Bulatović, R., Marković, G., Bošković, M., y Savković, M. (2022). Cam profile optimization for minimal jerk. Mathematical Institute SANU, 107-108.
Yousuf, L. (2021). Nonlinear dynamics phenomena in globoidal cam with roller follower mechanism. Chaos, Solitons and Fractals, 150.
Zhang, C., Yang, J., y Chang, Z. (2022). Machinery Dynamics. Academic Press.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Los autores/as que publiquen en esta revista aceptan las siguientes condiciones:
- Los autores/as conservan los derechos de autor y ceden a la revista el derecho de la primera publicación, con el trabajo registrado con la licencia de atribución de Creative Commons, que permite a terceros utilizar lo publicado siempre que mencionen la autoría del trabajo y a la primera publicación en esta revista.
- Los autores/as pueden realizar otros acuerdos contractuales independientes y adicionales para la distribución no exclusiva de la versión del artículo publicado en esta revista (p. ej., incluirlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro) siempre que indiquen claramente que el trabajo se publicó por primera vez en esta revista.
- Se permite y recomienda a los autores/as a publicar su trabajo en Internet (por ejemplo en páginas institucionales o personales) antes y durante el proceso de revisión y publicación, ya que puede conducir a intercambios productivos y a una mayor y más rápida difusión del trabajo publicado
