Mecanismos

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE SAN LUIS POTOSÍ
FACULTAD DE INGENIERÍA

Apuntes para la materia de

CINEMÁTICA DE LAS MÁQUINAS

ÁREA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
ING. ARTURO CASTILLO RAMÍREZ

PREFACIO
El propósito de estos apuntes es presentar una exposición que cubra el contenido del programa de
la materia de Cinemática de las Máquinas que se imparte en el Área Mecánica y Eléctrica de la
Facultadde Ingeniería de la UASLP, como un requisito previo a estudios específicos y avanzados
encaminados al diseño mecánico.
En este texto se utiliza de forma amplia el método de análisis gráfico por considerarse que el
cálculo gráfico es básico y fácil de usar y casi siempre resulta el método más rápido para verificar
los resultados del cálculo de máquinas.
Se ha procurado utilizar indistintamenteunidades inglesas y del Sistema Internacional de
Unidades (SI) para que el estudiante se familiarice con ambos sistemas.
Algunos temas que se consideran relevantes, se ampliaron con información que no se contempla
específicamente en el programa de la materia, pero que enriquece su contenido.
Agradezco la aprobación de este proyecto a mis compañeros de la Academia de Mecánica del
ÁreaMecánica y Eléctrica y el apoyo de las Autoridades de la Facultad de Ingeniería y del Fondo
de Apoyo a la Docencia (FAD) de la UASLP, para la elaboración de este material didáctico.

Arturo Castillo Ramírez
Enero de 2005

Rev. jun-05

ÍNDICE
1.
1.1
1.2
1.3
1.3.1
1.3.2
1.3.3
1.4
2.
2.1
2.2
2.3
2.4
2.4.1
2.4.2
2.4.3
2.4.4
3.
3.1
3.1.1
3.1.2
3.1.3
3.1.4
3.2
3.3
3.4
3.5
4.4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
5.
5.1
5.2

INTRODUCCIÓN GENERAL
Análisis y síntesis
Ciencia de la Mecánica
Terminologías
Definición de máquina, mecanismo y estructura.
Los componentes de las máquinas
La estructura de las máquinas
La actividad y formación del ingeniero en el campo de la maquinaría
ANÁLISIS TOPOLÓGICO DE MECANISMOS
Conceptos básicos topológicos
Parcinemático
Cadenas cinemáticas
Mecanismo
Ciclo, periodo, fase y transmisión de movimiento
Clasificación de los mecanismos en función de sus movimientos
Movilidad o número de grados de libertad de un mecanismo plano
Inversión cinemática.
MECANISMOS DE ESLABONES ARTICULADOS
Mecanismo de cuatro barras articuladas.
Ley de Grashof
Ventaja mecánica
Análisis de posición
Curvas del acoplador
Mecanismosde línea recta
Mecanismos de retorno rápido.
Ruedas de cámara.
Mecanismos de movimiento intermitente
CENTROS INSTANTÁNEOS
Generalidades
Localización de centros instantáneos.
Teorema de Kennedy
Número de centros instantáneos.
Cuadro articulado
Centros instantáneos para el mecanismo de corredera biela y manivela
Tabulación de centros instantáneos
Centrodas o Curvas Polares
VELOCIDAD YACELERACION EN EL MOVIMIENTO COPLANARIO
Velocidades de los centros instantáneos
Velocidades lineales por resolución

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62
62
63
64
67
72
75
80

5.3
5.4
5.4.1
5.4.2
5.4.3
5.5
5.5.1
6.
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
7
7.1
7.2
7.2.1
7.2.2
7.2.3
7.2.4
7.37.4
7.5
7.5.1
7.5.2
7.5.3
7.5.4
7.5.5
7.6
7.7
7.8
7.9
8.
8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
8.6

Velocidades angulares
Método de imagen
La imagen de velocidad
Imagen de aceleraciones
Construcción gráfica de la aceleración normal
Aceleración Coriolis
Procedimiento general para resolver problemas por la Ley de Coriolis
MECANISMOS DE CORREDERA, BIELA Y MANIVELA
Generalidades
Primerainversión. Cadena con par en deslizamiento
Segunda inversión
Tercera inversión. Mecanismo de limadora
Cuarta inversión. Cadena con corredera fija
LEVAS
Levas
Diseño del perfil
Velocidad constante
Aceleración constante
Movimiento armónico simple
Movimiento cicloidal
Selección del movimiento
Construcción del perfil de la leva
Leva plana o disco
Varilla de punzón
Varilla con rodaja...