IntroduccionALosMecanismos

Introducci´on a la Cinem´atica de las M´aquinas.
Jos´e Mar´ıa Rico Mart´ınez
Departamento de Ingenier´ıa Mec´anica
Divisi´on de Ingenier´ıas, Campus Irapuato-Salamanca
Salamanca, Gto. 36885, M´exico
September 12, 2012
Objetivo: El objetivo de estas notas es proporcionar al interesado una recopilaci´on de las
definiciones y resultados mas importantes acerca de los fundamentos de la teor´ıa de lasm´aquinas
y mecanismos. Adem´as permite realizar algunas puntualizaciones necesarias ausentes en algunos
libros de texto.

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Generalidades

La cinem´atica de las m´aquinas, tambi´en llamada mecanismos, es una disciplina que enlaza ciencias
m´as b´asicas, como din´amica, con otras m´as ingenieriles o de aplicaci´on, tales como el dise˜
no de
m´aquinas. Durante el estudio de la din´amica seaprendi´o el c´alculo de velocidades y aceleraciones
de cuerpos r´ıgidos y agrupaciones de cuerpos r´ıgidos; adem´as, se analizaron las fuerzas necesarias
para producir determinadas aceleraciones en los cuerpos. Mucho de ese material ser´a nuevamente
estudiado en la cinem´atica de las m´aquinas; sin embargo, ahora el estudio se concentrar´a en
agrupaciones de cuerpos conocidos como mecanismos.
Por otrolado, la cinem´atica de las m´aquinas concede especial atenci´on a las distintas posiciones
que los cuerpos que forman parte de un mecanismo adquieren durante el movimiento del mecanismo.
Este an´alisis de posici´on es requerido en el dise˜
no de m´aquinas. Cronologicamente, la primera
consideraci´on en un dise˜
no, es el movimiento que es necesario producir a f´ın de cumplir con el
objetivodeseado; en un segundo t´ermino, se encuentran las consideraciones de resistencia y rigid´ez.
En cuanto a predominancia, en algunos casos, como en el dise˜
no del mecanismo de impresi´on de
una m´aquina de escribir manual, el punto de vista m´as importante es aquel que se relaciona con
el movimiento requerido; mientras que en otros, como el dise˜
no de trascabos y maquinaria de
construcci´on, losargumentos de resistencia y rigid´ez predominan sobre los argumentos puramente
cinem´aticos. En u
´ltimo caso, el dise˜
no final debe obtenerse despu´es de un compromiso entre ambas
consideraciones. Despu´es de estos comentarios preliminares, es posible intentar una definici´on de
la cinem´atica de las m´aquinas.

1.1

Definici´
on de la Cinem´
atica de las M´
aquinas.

Definici´
on: La cinem´
atica delas m´
aquinas se define como aquella divisi´on del dise˜
no de
m´aquinas que concierne con el dise˜
no cinem´atico de eslabonamientos, levas, engranes, etc. A f´ın
de precisar el significado de la cinem´atica de las m´aquinas se requiere de dos definiciones adicionales.
Definici´
on: Dise˜
no de m´
aquinas: Es la creaci´on de un plan para la construcci´on de una
m´aquina o dispositivo pararealizar una funci´on.
Definici´
on: Dise˜
no cinem´
atico: Es dise˜
no sobre la base de requerimientos de movimiento,
en contraste con el dise˜
no en base a requerimientos de resistencia y rigid´ez. As´ı pues, es posible
redefinir la cinem´atica de las m´aquinas como: “Aquella parte del dise˜
no de m´
aquinas que

1

concierne con el dise˜
no, en base a requerimientos de movimiento, deeslabonamientos,
levas, engranes, etc”.

1.2

Mecanismo y M´
aquina.

Haremos ahora una distinci´on conceptual entre mecanismos y m´aquinas.
Definici´
on: Mecanismo. Es un dispositivo para trasformar un movimiento en otro.
Definici´
on: M´
aquina1 : Es un mecanismo o una combinaci´on de mecanismos que trasmiten
fuerza, desde la fuente de potencia hasta la resistencia a vencer. Si las fuerzas est´an asociadas
conla conversi´on de la energ´ıa de fluidos a alta temperatura, entonces podemos hablar de una
m´
aquina t´
ermica2 .
Mientras que en la idea de mecanismo, el pensamiento se centra sobre el movimiento, dejando
en un plano secundario la transmisi´on de fuerza necesaria para vencer la fricci´on o una fuerza
exterior; en la idea de m´aquina, la mente asocia la transmisi´on de fuerzas substanciales....