Mecanismos

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Generalidades

La cinem´tica de las m´quinas, tambi´n llamada mecanismos, es una disciplina que enlaza ciencias a a e m´s b´sicas, como din´mica, con otras m´s ingenieriles o de aplicaci´n, tales como el dise˜o de a a a a o n m´quinas. Durante el estudio de la din´mica se aprendi´ el c´lculo de velocidades y aceleraciones a a o a de cuerpos r´ ıgidos y agrupaciones de cuerpos r´ ıgidos;adem´s, se analizaron las fuerzas necesarias a para producir determinadas aceleraciones en los cuerpos. Mucho de ese material ser´ nuevamente a estudiado en la cinem´tica de las m´quinas; sin embargo, ahora el estudio se concentrar´ en a a a agrupaciones de cuerpos conocidos como mecanismos. Por otro lado, la cinem´tica de las m´quinas concede especial atenci´n a las distintas posiciones a a o quelos cuerpos que forman parte de un mecanismo adquieren durante el movimiento del mecanismo. Este an´lisis de posici´n es requerido en el dise˜o de m´quinas. Cronologicamente, la primera a o n a consideraci´n en un dise˜o, es el movimiento que es necesario producir a f´ de cumplir con el o n ın objetivo deseado; en un segundo t´rmino, se encuentran las consideraciones de resistencia y rigid´z. e eEn cuanto a predominancia, en algunos casos, como en el dise˜o del mecanismo de impresi´n de n o una m´quina de escribir manual, el punto de vista m´s importante es aquel que se relaciona con a a el movimiento requerido; mientras que en otros, como el dise˜o de trascabos y maquinaria de n construcci´n, los argumentos de resistencia y rigid´z predominan sobre los argumentos puramente o ecinem´ticos. En ultimo caso, el dise˜o final debe obtenerse despu´s de un compromiso entre ambas a ´ n e consideraciones. Despu´s de estos comentarios preliminares, es posible intentar una definici´n de e o la cinem´tica de las m´quinas. a a

1.1

Definici´n de la Cinem´tica de las M´quinas. o a a

Definici´n: La cinem´tica de las m´quinas se define como aquella divisi´n del dise˜o de o a a o n m´quinas queconcierne con el dise˜o cinem´tico de eslabonamientos, levas, engranes, etc. A f´ a n a ın de precisar el significado de la cinem´tica de las m´quinas se requiere de dos definiciones adicionales. a a Definici´n: Dise˜ o de m´quinas: Es la creaci´n de un plan para la construcci´n de una o n a o o m´quina o dispositivo para realizar una funci´n. a o Definici´n: Dise˜ o cinem´tico: Es dise˜o sobre labase de requerimientos de movimiento, o n a n en contraste con el dise˜o en base a requerimientos de resistencia y rigid´z. As´ pues, es posible n e ı redefinir la cinem´tica de las m´quinas como: “Aquella parte del dise˜ o de m´quinas que a a n a

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concierne con el dise˜ o, en base a requerimientos de movimiento, de eslabonamientos, n levas, engranes, etc”.

1.2

Mecanismo y M´quina. aHaremos ahora una distinci´n conceptual entre mecanismos y m´quinas. o a Definici´n: Mecanismo. Es un dispositivo para trasformar un movimiento en otro. o Definici´n: M´quina1 : Es un mecanismo o una combinaci´n de mecanismos que trasmiten o a o fuerza, desde la fuente de potencia hasta la resistencia a vencer. Si las fuerzas est´n asociadas a con la conversi´n de la energ´ de fluidos a altatemperatura, entonces podemos hablar de una o ıa m´quina t´rmica2 . a e Mientras que en la idea de mecanismo, el pensamiento se centra sobre el movimiento, dejando en un plano secundario la transmisi´n de fuerza necesaria para vencer la fricci´n o una fuerza o o exterior; en la idea de m´quina, la mente asocia la transmisi´n de fuerzas substanciales. Debe a o reconocerse que las partes que constituyen unmecanismo deben ser resistentes a la deformaci´n; o es decir, cuerpos r´ ıgidos aproximados.3 Adem´s, puesto que en la cinem´tica de las m´quinas no interesa la resistencia y la rigid´z, a a a e supondremos que las partes de un mecanismo son completamente r´ ıgidas y sin peso. A la luz de la anterior discusi´n, podemos definir un mecanismo como un conjunto de cuerpos conectados o de tal manera...