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Apuntes para la materia de
CINEMÁTICA DE LAS MÁQUINAS
ING. ARTURO CASTILLO RAMÍREZ
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE SAN LUIS POTOSÍ
FACULTAD DE INGENIERÍA
ÁREA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
 

Rev. jun-05
PREFACIO
El propósito de estos apuntes es presentar una exposición que cubra el contenido del programa de
la materia de Cinemática de las Máquinas que se imparte en el Área Mecánica y Eléctricade la
Facultad de Ingeniería de la UASLP, como un requisito previo a estudios específicos y avanzados
encaminados al diseño mecánico.
En este texto se utiliza de forma amplia el método de análisis gráfico por considerarse que el
cálculo gráfico es básico y fácil de usar y casi siempre resulta el método más rápido para verificar
los resultados del cálculo de máquinas.
Se ha procurado utilizarindistintamente unidades inglesas y del Sistema Internacional de
Unidades (SI) para que el estudiante se familiarice con ambos sistemas.
Algunos temas que se consideran relevantes, se ampliaron con información que no se contempla
específicamente en el programa de la materia, pero que enriquece su contenido.
Agradezco la aprobación de este proyecto a mis compañeros de la Academia de Mecánicadel
Área Mecánica y Eléctrica y el apoyo de las Autoridades de la Facultad de Ingeniería y del Fondo
de Apoyo a la Docencia (FAD) de la UASLP, para la elaboración de este material didáctico.
Arturo Castillo Ramírez
Enero de 2005
 

ÍNDICE
Página
1. INTRODUCCIÓN GENERAL
1
1.1 Análisis y síntesis 1
1.2 Ciencia de la Mecánica 2
1.3 Terminologías
4
1.3.1 Definición de máquina,mecanismo y estructura.
4
1.3.2
Los componentes de las máquinas
6
1.3.3
La estructura de las máquinas
8
1.4
La actividad y formación del ingeniero en el campo de la maquinaría
9
2.
ANÁLISIS TOPOLÓGICO DE MECANISMOS
12
2.1 Conceptos básicos topológicos
12
2.2 Par cinemático
14
2.3 Cadenas cinemáticas
19
2.4 Mecanismo
21
2.4.1
Ciclo, periodo, fase y transmisión de movimiento
252.4.2
Clasificación de los mecanismos en función de sus movimientos
25
2.4.3
Movilidad o número de grados de libertad de un mecanismo plano
28
2.4.4 Inversión cinemática.
33
3.
MECANISMOS DE ESLABONES ARTICULADOS
36
3.1
Mecanismo de cuatro barras articuladas.
36
3.1.1
Ley de Grashof
37
3.1.2 Ventaja mecánica
39
3.1.3 Análisis de posición
41
3.1.4
Curvas del acoplador
44
3.2Mecanismos de línea recta
45
3.3
Mecanismos de retorno rápido.
46
3.4
Ruedas de cámara.
50
3.5
Mecanismos de movimiento intermitente
51
4. CENTROS INSTANTÁNEOS
58
4.1 Generalidades
58
4.2
Localización de centros instantáneos.
59
4.3
Teorema de Kennedy
61
4.4
Número de centros instantáneos.
62
4.5 Cuadro articulado
62
4.6
Centros instantáneos para el mecanismo de correderabiela y manivela
63
4.7
Tabulación de centros instantáneos
64
4.8
Centrodas o Curvas Polares
67
5.
VELOCIDAD Y ACELERACION EN EL MOVIMIENTO COPLANARIO
72
5.1
Velocidades de los centros instantáneos
75
5.2
Velocidades lineales por resolución
80
 

5.3 Velocidades angulares
83
5.4 Método de imagen
84
5.4.1
La imagen de velocidad
85
5.4.2
Imagen de aceleraciones
88
5.4.3Construcción gráfica de la aceleración normal
90
5.5 Aceleración Coriolis
99
5.5.1
Procedimiento general para resolver problemas por la Ley de Coriolis
103
6.
MECANISMOS DE CORREDERA, BIELA Y MANIVELA
113
6.1 Generalidades
113
6.2
Primera inversión. Cadena con par en deslizamiento
114
6.3 Segunda inversión
123
6.4
Tercera inversión. Mecanismo de limadora
124
6.5
Cuartainversión. Cadena con corredera fija
127
7 LEVAS
131
7.1 Levas
131
7.2
Diseño del perfil
134
7.2.1 Velocidad constante
135
7.2.2 Aceleración constante
136
7.2.3
Movimiento armónico simple
139
7.2.4 Movimiento cicloidal
140
7.3
Selección del movimiento
141
7.4
Construcción del perfil de la leva
143
7.5
Leva plana o disco
144
7.5.1
Varilla de punzón
144
7.5.2
Varilla con...