Estudio y diseño de un modelo configurable de mecanismo biela-corredera para uso docente

Abstract

[ES] Dada la importancia del mecanismo biela-corredera en el contexto de la Ingeniería Mecánica, en este TFG se ha diseñado una maqueta para uso docente, acompañada de un estudio pormenorizado que incluye todas las variables mecánicas y geométricas más características que definen este mecanismo. En este trabajo se desarrolla la cinemática y dinámica de este mecanismo para obtener las fuerzas, velocidades y aceleraciones presentes. Todo el cálculo ha sido programado paramétricamente en MATLAB. También se ha desarrollado un modelo CAD paramétrico para simular el movimiento y obtener esas mismas variables de manera numérica. Finalmente, se ha desarrollado el diseño y la construcción de un prototipo de maqueta mediante un sistema de fabricación novedoso y accesible como es la impresión 3D. Todo ello constituye una potente herramienta para uso docente mediante la que asimilar los conceptos fundamentales del mecanismo y evaluar la correspondencia de los modelos teóricos con el comportamiento real.

[EN] Given the importance of the connecting crank-slide mechanism in the context of Mechanical Engineering, in this TFG a model has been designed for teaching use, accompanied by a detailed study that includes the most characteristic mechanical and geometric variables that define this mechanism. In this work, the kinematics and dynamics of this mechanism are developed to obtain the present forces, speeds and accelerations. All the calculation has been programmed parametrically in MATLAB. A parametric CAD model has also been developed to simulate motion and obtain those same variables numerically. Finally, the design and construction of a prototype has been developed using a novel and accessible manufacturing system such as 3D printing. All this constitutes a powerful tool for teaching use by means of which to assimilate the fundamental concepts of the mechanism and evaluate the correspondence of the theoretical models with real behavior.