miguel

Universidad de Huelva
ESCUELA POLITECNICA SUPERIOR
Departamento de Ingeniería Minera, Mecánica y
Energética

Asignatura: Ingeniería de Máquinas [570004027]
5º curso de Ingenieros Industriales

1º Tema.- Conceptos y definiciones en cinemática.

Huelva, Sep. 2008
Profesor: Rafael Sánchez Sánchez
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ÍNDICE

1. Introducción.
1. Cinemática.
2. Dinámica.
2. Mecanismos y máquinas.3. Conceptos fundamentales de cinemática.
1. Grado de libertad.
4. Tipos de movimiento.
1. Rotación pura.
2. Traslación pura.
3. Movimiento complejo.
5. Ciclo, periodo y fase del movimiento.
6. Eslabones, pares y cadenas cinemáticas.
1.
2.
3.
4.

Clasificación por el GDL.
Clasificación por el tipo de superficies en contacto.
Clasificación por el tipo de cierre cinemático.Clasificación por el orden del par cinemático.

7. Determinación del grado de libertad.
1. Ecuación de Gruebler.
2. Ecuación de Kutzbach.
8. Análisis de los mecanismos.
9. Consideraciones prácticas.

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1. Introducción.
– Cinemática: Estudio del movimiento sin considerar las
fuerzas.
– Dinámica: Estudio de fuerzas en sistemas en movimiento.
– El fin principal de la cinemática es crear odiseñar los
movimientos deseados de los elementos mecánicos que
estemos considerando, para después calcular
matemáticamente las posiciones, velocidades y
aceleraciones que tales movimientos generarán sobre
dichos elementos.
2. Mecanismos y máquinas.
– Mecanismo: Sistema de elementos dispuestos para
transmitir movimiento en un modo predeterminado.
–
Por ejemplo: reloj analógico, silla plegable,mesa de
playa, lámpara ajustable de escritorio, sombrilla,
sacapuntas de manivela, obturador de cámara fotográfica,
instrumentos musicales, etc.
– Máquina: Sistema de elementos dispuestos para transmitir
fuerza desde la fuente de energía hasta la resistencia
vencer según un modo predeterminado
–
Por ejemplo: batidora, elevadores, grúas, manipulares,
engranaje de transmisión de unautomóvil, robot, etc.
3. Conceptos fundamentales de cinemática.
Grados de libertad: El número de grados de libertad (GDL) de
un sistema es el número de parámetros independientes que se
necesitan para definir unívocamente su posición en el espacio en
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cualquier instante.
En el plano se requiere de tres parámetros (GDL): dos
coordenadas lineales (x,y) y una coordenada angular (α ).

En elespacio se requiere de seis GDL: tres distancias (x,y,z) y
tres ángulos (α ,β ,γ ).

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4. Tipos de movimiento.
Movimientos planos:
1. Rotación pura.
Decimos que un cuerpo tiene rotación pura, cuando éste posee
un punto (centro de rotación), que no tiene movimiento con
respecto al marco de referencia estacionario. Todos los demás
puntos del cuerpo describen arcos respecto a ese centro.Una
línea de referencia marcada en el cuerpo a través de su centro
cambia únicamente en orientación angular.

2. Traslación pura.
Decimos que un cuerpo tiene traslación pura, cuando en el
movimiento de éste, todos sus puntos describen trayectorias
paralelas (curvas o rectas). Una línea de referencia trazada en
el cuerpo cambia su posición lineal pero no su orientación o
posición angular.4

3. Movimiento complejo.
Es una combinación simultánea de rotación y traslación.

Movimiento helicoidal: Cuando un cuerpo rígido se mueve de
manera que cada punto tiene un movimiento de rotación
alrededor de un eje fijo, y al mismo tiempo tiene una traslación
paralela al eje.
Movimiento esférico: Cuando un cuerpo rígido se mueve de tal
manera, que cada punto tiene un movimientoalrededor de un
punto fijo, manteniendo fija la distancia al mismo.
Movimiento espacial: Si un cuerpo tiene movimiento de rotación
alrededor de tres ejes no paralelos, y de traslación en tres
direcciones independientes, decimos que estamos en presencia de
un movimiento espacial.

5. Ciclo, periodo y fase del movimiento.
Cuando un mecanismo, en su movimiento ha pasado por todas
las...