Grados de libertad
Páginas: 5 (1220 palabras)
Publicado: 22 de marzo de 2014
México, DF a 10 de Marzo del 2014.
Instituto Politécnico Nacional.
Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, “Unidad Ticomán”.
Sistemas en Aeronaves:
“Mecanismos de 1,2,3,4 y 5 grado de libertad.”
Introducción.
Cinemática de mecanismos.
Básicamente la cinemática de máquinas estudia la posicióny su relación con el tiempo, el movimiento lineal y el movimiento angular son suficientes para describir la posición, la velocidad y la aceleración de los cuerpos sólidos.
Mecanismos:
Son ensamblajes de elementos sólidos conectados por uniones que se mueven uno sobre otro con un movimiento relativo definido.
Maquinas:
Es un dispositivo o conjunto de mecanismos que transforman otransmiten energía (de diferentes sustancias, vapor, agua, mezcla de combustibles), desde su fuente de energía hasta la resistencia que deben vencer.
Eslabón.
Los cuerpos sólidos que forman parte de un mecanismo se denominan (eslabones). Un eslabón tiene dos o más pares o elementos de conexión, por medio de los cuales se pueden unir a otros elementos con el fin de transmitir fuerza omovimiento.
Un eslabón tiene en ambos extremos la posibilidad de conectarse con otros dos eslabones. Sin embargo, esto se puede extender a tres o cuatro o incluso hasta más conexiones, como se muestra en la figura 1.
Ahora se pueden dividir los eslabones de acuerdo a su movimiento:
1.- BANCADA.- es cualquier eslabón o eslabones que están fijos (inmóviles) respecto a un marco de referencia.
2.-MANIVELA.- es un eslabón que realiza una revolución completa y esta pivotada a la bancada.
3.- BALANCIN.- es un eslabón que tiene rotación oscilatoria de (vaiven) y esta pivotada a la bancada.
4.- ACOPLADOR.- (o biela).- es un eslabón que tiene movimiento complejo (rotación y traslación) y no esta pivotado a la bancada.
PARES
Se llaman pares cinemáticos a las formas geométricasmediante las cuales se unen dos eslabones de un mecanismo de manera que el movimiento relativo entre ambos sea consistente, como se muestra en la figura 2.
Un par que sólo permite rotación relativa es un par de giro.
Un par que sólo permite el deslizamiento es un par deslizante, por ejemplo: entre el pistón y la pared del cilindro.
“Los pares cinemáticos son el aspecto más importante deexaminar en un mecanismo durante su análisis, ya que permiten el movimiento relativo en alguna dirección mientras restringen el movimiento en otras direcciones”.
Desarrollo del tema.
Los tipos de movimiento mencionados anteriormente están relacionados con el número de grados de libertad “degrees of freedom” (dof) en el par cinemático.
El número de grados de libertad de un par cinemático es elnúmero mínimo de parámetros independiente requeridos para definir la posición de todos los puntos de un cuerpo que están conectados relativamente a un marco de referencia fijo a otro.
Cadena Cinemática: Cuando se conectan varios eslabones por medio de pares, el sistema resultante es una cadena cinemática, como se muestra en la figura 3.
Cadena Trabada: Si se conectan estos eslabones demanera que no sea posible ningún movimiento, se dice que se tiene una cadena trabada, como se muestra en la figura 4.
Número de grados de libertad o movilidad.
La movilidad es uno de los conceptos importantes en el estudio de la cinemática de mecanismos. Por definición, la movilidad de un mecanismo es el número de grados de libertad que posee. Unadefinición equivalente de movilidad es el número mínimo de parámetros independientes requeridos para especificar la posición de cada uno de los eslabones de un mecanismo.
Por ejemplo: un eslabón sencillo restringido o limitado a moverse con movimiento plano, posee tres grados de libertad, las coordenadas x y y del puntp P junto con el ángulo forma un conjunto independiente de tres...
México, DF a 10 de Marzo del 2014.
Instituto Politécnico Nacional.
Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, “Unidad Ticomán”.
Sistemas en Aeronaves:
“Mecanismos de 1,2,3,4 y 5 grado de libertad.”
Introducción.
Cinemática de mecanismos.
Básicamente la cinemática de máquinas estudia la posicióny su relación con el tiempo, el movimiento lineal y el movimiento angular son suficientes para describir la posición, la velocidad y la aceleración de los cuerpos sólidos.
Mecanismos:
Son ensamblajes de elementos sólidos conectados por uniones que se mueven uno sobre otro con un movimiento relativo definido.
Maquinas:
Es un dispositivo o conjunto de mecanismos que transforman otransmiten energía (de diferentes sustancias, vapor, agua, mezcla de combustibles), desde su fuente de energía hasta la resistencia que deben vencer.
Eslabón.
Los cuerpos sólidos que forman parte de un mecanismo se denominan (eslabones). Un eslabón tiene dos o más pares o elementos de conexión, por medio de los cuales se pueden unir a otros elementos con el fin de transmitir fuerza omovimiento.
Un eslabón tiene en ambos extremos la posibilidad de conectarse con otros dos eslabones. Sin embargo, esto se puede extender a tres o cuatro o incluso hasta más conexiones, como se muestra en la figura 1.
Ahora se pueden dividir los eslabones de acuerdo a su movimiento:
1.- BANCADA.- es cualquier eslabón o eslabones que están fijos (inmóviles) respecto a un marco de referencia.
2.-MANIVELA.- es un eslabón que realiza una revolución completa y esta pivotada a la bancada.
3.- BALANCIN.- es un eslabón que tiene rotación oscilatoria de (vaiven) y esta pivotada a la bancada.
4.- ACOPLADOR.- (o biela).- es un eslabón que tiene movimiento complejo (rotación y traslación) y no esta pivotado a la bancada.
PARES
Se llaman pares cinemáticos a las formas geométricasmediante las cuales se unen dos eslabones de un mecanismo de manera que el movimiento relativo entre ambos sea consistente, como se muestra en la figura 2.
Un par que sólo permite rotación relativa es un par de giro.
Un par que sólo permite el deslizamiento es un par deslizante, por ejemplo: entre el pistón y la pared del cilindro.
“Los pares cinemáticos son el aspecto más importante deexaminar en un mecanismo durante su análisis, ya que permiten el movimiento relativo en alguna dirección mientras restringen el movimiento en otras direcciones”.
Desarrollo del tema.
Los tipos de movimiento mencionados anteriormente están relacionados con el número de grados de libertad “degrees of freedom” (dof) en el par cinemático.
El número de grados de libertad de un par cinemático es elnúmero mínimo de parámetros independiente requeridos para definir la posición de todos los puntos de un cuerpo que están conectados relativamente a un marco de referencia fijo a otro.
Cadena Cinemática: Cuando se conectan varios eslabones por medio de pares, el sistema resultante es una cadena cinemática, como se muestra en la figura 3.
Cadena Trabada: Si se conectan estos eslabones demanera que no sea posible ningún movimiento, se dice que se tiene una cadena trabada, como se muestra en la figura 4.
Número de grados de libertad o movilidad.
La movilidad es uno de los conceptos importantes en el estudio de la cinemática de mecanismos. Por definición, la movilidad de un mecanismo es el número de grados de libertad que posee. Unadefinición equivalente de movilidad es el número mínimo de parámetros independientes requeridos para especificar la posición de cada uno de los eslabones de un mecanismo.
Por ejemplo: un eslabón sencillo restringido o limitado a moverse con movimiento plano, posee tres grados de libertad, las coordenadas x y y del puntp P junto con el ángulo forma un conjunto independiente de tres...
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