Apuntes de mecanismos

TEMA 1
1.1

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Definiciones. 1.1.1 Máquina y Mecanismo. 1.1.2 Eslabón o Elemento. 1.1.3 Par Cinemático. 1.1.4 Cadena Cinemática. Clasificación de los Elementos de un Mecanismo. Clasificación de los Pares Cinemáticos. Movilidad de un Mecanismo. Criterio de Grübler. Inversión de una Cadena Cinemática. El Cuadrilátero Articulado. Ley de Grashof.Ventaja Mecánica. Curvas de Acoplador. Mecanismos de Línea Recta. Mecanismos de Retorno Rápido.

1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10  

'(),1,&,21(6 0iTXLQD \ 0HFDQLVPR

Reuleaux define una PiTXLQD como una “FRPELQDFLyQ GH FXHUSRV UHVLVWHQWHV GH WDO PDQHUD TXH SRU PHGLR GH HOORV ODV IXHU]DV PHFiQLFDV GH OD QDWXUDOH]D VH SXHGHQ HQFDX]DU SDUD UHDOL]DU XQ WUDEDMR DFRPSDxDGR GHPRYLPLHQWRV GHWHUPLQDGRV”. También define un PHFDQLVPR como la “FRPELQDFLyQ GH FXHUSRV UHVLVWHQWHV FRQHFWDGRV SRU PHGLR GH DUWLFXODFLRQHV PyYLOHV SDUD IRUPDU XQD FDGHQD FLQHPiWLFD FHUUDGD FRQ XQ HVODEyQ ILMR \ FX\R SURSyVLWR HV WUDQVIRUPDU HO PRYLPLHQWR”. Otra posible definición de PHFDQLVPR sería decir que es un “VLVWHPD PHFiQLFR IRUPDGR SRU GLVWLQWRV HOHPHQWRV UtJLGRV R IOH[LEOHV XQLGRV HQWUH VtLPSHUIHFWDPHQWH GH PRGR TXH H[LVWH OD SRVLELOLGDG GH PRYLPLHQWR UHODWLYR HQWUH HOORV”. Para entender mejor cada concepto, podemos pensar en qué entendemos por HVWUXFWXUD: una combinación de cuerpos (rígidos) resistentes conectados por medio de articulaciones, pero cuyo propósito no es efectuar un trabajo ni transformar el movimiento. Una estructura tiene por objeto ser rígida; tal vez pueda moversede un lado para otro y en este sentido es móvil, pero carece

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de movilidad interna - no tiene movimientos relativos entre sus miembros, mientras que tanto las máquinas como los mecanismos los tienen -. De hecho, el propósito real de una máquina o un mecanismo es aprovechar estos movimientos internos relativos para transmitirpotencia o transformar el movimiento. Una PiTXLQD difiere de un PHFDQLVPR en su propósito. En una PiTXLQD, los términos fuerza, momento de torsión (o par motor), trabajo y potencia describen los efectos predominantes. Sin embargo, en un PHFDQLVPR, aunque puede transmitir la potencia de una fuerza, el concepto predominante que tiene presente el diseñador es lograr el movimiento deseado.  (VODEyQ R(OHPHQWR El término HVODEyQ o HOHPHQWR se utiliza para designar a cada una de las piezas de una máquina o cada uno de los componentes de un mecanismo. Los HVODERQHV, por regla general, se suponen completamente rígidos. Cuando no se adaptan a esa hipótesis de rigidez (por ejemplo, un resorte) no tienen normalmente efecto alguno sobre la cinemática del sistema, aunque sí sobre las fuerzas presentesen el mismo. En tal caso, estos elementos no reciben el nombre de HVODERQHV y se suelen ignorar durante el análisis cinemático (aunque no durante el análisis dinámico). Puede ocurrir que un elemento posea rigidez unilateral - una correa, una cuerda o una cadena -, en cuyo caso se considera HVODEyQ en la tracción - que es cuando presentan rigidez -, pero no en la compresión. La suposición de rigidezindica que no puede haber movimiento relativo entre dos puntos arbitrariamente seleccionados de un mismo HVODEyQ. Como resultado de esta hipótesis, muchos de los detalles complicados que presentan las formas reales de las piezas de una máquina o mecanismo carecen de importancia cuando se estudia su cinemática. Por esta razón, una de las prácticas más comunes es trazar diagramas esquemáticos muysimplificados que contengan las características más importantes de la forma de cada HVODEyQ, pero en los que se reduce casi al mínimo la geometría real de las piezas fabricadas. Estas representaciones simplificadas son de gran utilidad porque eliminan factores que tienden a generar confusiones; no obstante, tienen también la desventaja de que muestran una semejanza muy limitada con el elemento...