Tema 1: Introducción a los Mecanismos

TEMA 1: INTRODUCCIÓN A

LOS MECANISMOS

MECANISMOS

INGENIERÍA MECATRÓNICAMCIA ARMÍN RODRÍGUEZ SANDOVAL

TEMARIO

1. Generalidades de mecanismos.

2. Conceptos Básicos.

3. Grados de Libertad.

4. Inversión cinemática.

5. Criterio de Grüebler y sus excepciones.

1.1. GENERALIDADES DE MECANISMOS

• Mecanismo.

• Es una combinación de cuerpos rígidos o resistentesformados de tal manera y conectados de tal forma quese mueven uno sobre el otro con un movimiento relativodefinido.


• Máquina.

• Es un mecanismo o conjunto de mecanismos quetransmiten fuerza desde la fuente de energía hasta laresistencia que deben vencer.


• Diagrama/Simbología.

• .


• Movimiento Plano – Traslación.

• Cuando un cuerpo rígido se mueve en tal forma que laposición de cada línea recta del cuerpo es paralela a todassus otras posiciones, el cuerpo tiene movimiento detraslación.

• .


• Movimiento Plano – Traslación Rectilínea.

• Todos los puntos del cuerpo se mueven en trayectorias delíneas rectas paralelas.


• Movimiento Plano – Traslación Curvilínea.

• Las trayectorias de todos los puntos son curvas idénticasparalelas a un punto fijo.


• Movimiento Plano – Rotación.

• Si cada punto de un cuerpo rígido que tiene movimientoplano permanece a una distancia constante de un eje fijoque está perpendicular al plano del movimiento, el cuerpotiene movimiento de rotación.


• Movimiento Plano – Rotación.

• .


• Movimiento Helicoidal.

• Cuando un cuerpo rígido semueve de manera que cadapunto del mismo tiene unmovimiento de rotaciónalrededor de un eje fijo y almismo tiempo tiene unatraslación paralela al eje, se diceque tiene movimiento helicoidal.


• Movimiento Esférico.

• Cuando un cuerpo rígido semueve de manera que cadapunto tiene movimientoalrededor de un punto fijo entanto que permanece a unadistancia constante del mismo, elcuerpo tiene movimientoesférico.


• Movimiento Espacial.

• Si un cuerpo tiene movimiento alrededor de tres eje noparalelos y de traslación en tres direcciones independientes,se dice que tiene un movimiento espacial general.

• .

1.2. CONCEPTOS BÁSICOS

1.2.1. ESLABONES Y PARES CINEMÁTICOS

• PAR CINEMÁTICO.

• Se llaman pares a las formas geométricas mediante lascuales se unen dos miembros de un mecanismo de maneraque el movimiento relativo entre ambos sea consistente.

• .




• Si la unión o articulación mediante la cual se conectan dosmiembros tiene un contacto superficial, dicha conexión sellama par inferior.

• Si la unión ocurre en un punto o a lo largo de una línea(como en un rodamiento o entre dos dientes de engrane), sele conoce como par superior.

• .




• Los seis pares inferiores:

a) Revoluta o giro

b) Prismático

c) Helicoidal o de tornillo

d) Cilíndrico

e) Esférico o Globular.

f) Plano



• ESLABÓN.

• Un eslabón es un cuerpo rígido que tiene dos o más pares oelementos de apareamiento, por medio de los cuales sepueden conectar a otros cuerpos con el fin de transmitirfuerza o movimiento.



• ESLABÓN.

• Los eslabones de un mecanismo se deben de conectar entresí de manera que transmitan movimiento del impulsor (oeslabón de entrada) al seguidor (o eslabón de salida).


1.2.2. NODOS

• NODOS.

• Son los puntos donde se pueden conectar eslabones.


1.2.3. CADENA CINEMÁTICA

• Las conexiones, articulaciones entre los eslabones, se llamanpares cinemáticos, porque cada articulación se compone desuperficies pareadas.

• Cuando se conectan varios eslabones por medio de pares, elsistema resultante es una cadena cinemática.

1.3. GRADOS DE LIBERTAD

• Es el número de parámetros de entrada que se debencontrolar independientemente con el fin de llevar almecanismo a una posición particular.


TIPOS DE UNIONES EN MECANISMOS PLANOS

• Tipo de unión o articulación Represent. GDL.

• Revoluta o giro. 1

• Prismática. 1

• Leva o engrane. 2

• Contacto de rodamiento. 1


• CRITERIO DE KUTZBACH

• Es una ecuación que nos permite determinar la movilidad ogrados de libertad de un mecanismo plano.

• m: grados de libertad del mecanismo

• n: número de eslabones del mecanismo

• j1: número de pares de un solo grado de libertad

• j2: número de pares con dos grados de libertad

1 23( 1) 2m n j j= − − −


• Si m > 0, el mecanismo posee m grados de libertad.

• Si m = 0, el movimiento es imposible, y el mecanismo es enrealidad una estructura.

• Si m <= -1, entonces hay restricciones redundantes en alcadena y forma una estructura estáticamenteindeterminada.


1.5. CRITERIO DE GRÜEBLER*

• El criterio de Grüebler es un criterio de movilidad anterior alde Kutzbach, y se aplica a mecanismos con articulaciones desolo 1 GDL en los que la movilidad global del mecanismos esigual a la unidad.

13 3 4 0n j− − =

1.4. INVERSIÓN CINEMÁTICA

• Todo mecanismos tiene un eslabón fijo denominado marcode referencia.

• Cuando se eligen diferentes eslabones como referencias parauna cadena cinemática, los movimientos relativos entre losdistintos eslabones no se alteran, pero sus movimientosabsolutos pueden cambiar drásticamente.

LEY DE GRASHOF

• Esta ley afirma que, para un eslabonamiento plano de cuatrobarras, la suma de las longitudes más corta y más larga delos eslabones no puede ser mayor que la suma de laslongitudes de los dos eslabones restantes, si se desea queexista una rotación relativa continua entre dos elementos.

TEMARIO


• Generalidades de mecanismos.

• Conceptos Básicos.

• Grados de Libertad.

• Inversión cinemática.

• Criterio de Grüebler y sus excepciones.

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