MOVILIDAD

Sistemas mecánicos

FUNDAMENTOS DE CINEMATICA
En sistemas mecánicos es necesario estudiar los conceptos de la cinemática y la dinámica de maquinaria con
respecto a la síntesis de mecanismos para lograr los movimientos o tareas requeridas, así como el análisis de
mecanismos para determinar su comportamiento dinámico de cuerpo rígido. Estos temas son fundamentales en el tema
más amplio de diseño demáquinas.
Cinemática : Estudio del movimiento sin considerar las fuerzas.
Cinética : Estudio de las fuerzas sobre sistemas en movimiento.

GRADOS DE LIBERTAD (GDL) O MOVILIDAD
La movilidad de un sistema mecánico (M) se puede clasificar de acuerdo con el número de grados de libertad (GDL) que
posee. El GDL del sistema es igual al número de parámetros (mediciones) independientes que se requierenpara definir
de manera única su posición en el espacio en cualquier instante de tiempo. X, Y, Ɵ dos longitudes y un ángulo.

Ing. Alejandro Mora
luisalejandromoramaldonado@gmail.com

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Ahora permita que el lápiz exista en un mundo tridimensional. Sosténgalo sobre la cubierta de su escritorio y muévalo
con respecto a él. Son necesarios seis parámetros para definir sus seis GDL.
Unconjunto posible de parámetros que podría utilizarse es: tres longitudes (x, y, z) más tres ángulos (γ, β, α).
Cualquier cuerpo rígido en el espacio tridimensional tiene seis grados de libertad. Trate de identificar estos seis GDL al
mover el lápiz o pluma con respecto a la cubierta del escritorio.
El lápiz en estos ejemplos representa un cuerpo rígido o eslabón, el cual para propósitos deanálisis cinemático se
supondrá que es incapaz de deformarse. Por lo tanto, en esta etapa se supondrá, para propósitos de síntesis y análisis
cinemáticos iniciales, que los cuerpos cinemáticos son rígidos y sin masa.

TIPOS DE MOVIMIENTO

Un cuerpo rígido libre de moverse dentro de un marco de referencia, en el caso general, tendrá movimiento
complejo, el cual es una combinación simultánea de rotación ytraslación.
Rotación pura
El cuerpo 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 alrededor del centro. Una línea de referencia trazada
en el cuerpo a través del centro cambia sólo su orientación angular.
Traslación pura
Todos los puntos del cuerpo describen trayectorias paralelas(curvilíneas o rectilíneas). Una línea de referencia trazada
en el cuerpo cambia su posición lineal pero no su orientación angular.
Movimiento complejo
Una combinación simultánea de rotación y traslación. Cualquier línea de referencia trazada en el cuerpo cambiará tanto
su posición lineal como su orientación angular. Los puntos en el cuerpo recorrerán trayectorias no paralelas, y habrá, en
todoinstante, un centro de rotación, el cual cambiará continuamente de ubicación.

Ing. Alejandro Mora
luisalejandromoramaldonado@gmail.com

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ESLABONES, JUNTAS Y CADENAS CINEMÁTICAS

La exploración de la cinemática de mecanismos iniciará con una investigación del tema de diseño de eslabonamientos.
Los eslabonamientos son los bloques de construcción básicos de todos los mecanismos.Posteriormente se muestra que todas las formas comunes de mecanismos (levas, engranes, bandas, cadenas) son de
hecho variaciones del tema común de eslabonamientos.
Los eslabonamientos se componen de eslabones y juntas.
Un eslabón, como se muestra en la figura, es un cuerpo rígido (supuesto) que posee por lo menos dos nodos que son
puntos de unión con otros eslabones.

Una junta es una conexión entre doso más eslabones (en sus nodos), la cual permite algún Movimiento, o movimiento
potencial, entre los eslabones conectados. Las juntas (también llamadas pares cinemáticos) se pueden clasificar de
varias maneras:
1.- Por el tipo de contacto entre los elementos, de línea, de punto o de superficie.
2.- Por el número de grados de libertad permitidos en la junta.
3.- Por el tipo de cierre físico de...