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MAQUINAS Y MECANISMOS
MI-32
NOH DZUL LUIS ENRIQUE
YUPIT CASTRO OMAR
GARCÍA CRUZ ERICK ARMANDO
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CANCÚN
MANTENIMIENTO INDUSTRIAL
CANCÚN QUINTANA ROO
2014
CONTENIDO
CONTENIDO................................................2
INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LOS MECANISMOS................3
Definición de mecanismos................................3
Elementos que lo componen...............................3
CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE MAQUINAS Y MECANISMOS.........4
Eslabones...............................................4
Clasificación de los eslabones........................5
Inferiores:.........................................5
Prismáticos:........................................5
Rotoidales:.........................................5
Helicoidales:.......................................5
Superiores:.........................................5
Cierre de forma:....................................5
Cierre de fuerza:...................................5
Pares cinemáticos.......................................5
Tipos de pares cinemáticos............................6
En dos dimensiones..................................6
En tres dimensiones.................................6
Cadenas cinemáticas.....................................7
Grados de libertad......................................7
Ecuación de Gruebler..................................7
Bibliografía.............................................8
INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LOS
MECANISMOS
Definición de mecanismosLos mecanismos consisten en partes conectadas con el objeto
de transmitir movimiento y fuerza desde una fuente de
potencia hasta una salida.
Elementos que lo componenLos eslabones son las partes individuales del mecanismo y
se consideran cuerpos rígidos que están conectados con
otros eslabones para transmitir movimiento y fuerzas.
Las partes elásticas, como los resortes, no son rígidas;
por lo tanto, no se consideran eslabones. No tienen efecto
sobre la cinemática del mecanismo y se suelen ignorar en el
análisis cinemático.
Una unión es una conexión móvil entre los eslabones que
permite el movimiento relativo entre ellos.
El último componente general de un mecanismo es el
actuador, que es el componente que impulsa el mecanismo.
Los actuadores comunes incluyen motores (eléctricos e
hidráulicos), motores de gasolina, cilindros (hidráulicos y
neumáticos), motores de tornillos de bolas y solenoides.
CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE MAQUINAS Y
MECANISMOS
EslabonesUn eslabón es un cuerpo rígido que posee al menos dos nodos
(que son los puntos de unión entre eslabones). Estos
eslabones se unen para formar los eslabonamientos
cinemáticos que son los componentes básicos de todos los
mecanismos. Todos los mecanismos (levas, engranajes,
cadenas) son variantes de eslabonamientos cinemáticos. Un
eslabón puede ser: - Binario - Ternario - Cuaternario Los
eslabones están unidos por juntas o pares cinemáticos, que
es una conexión que permite algún movimiento entre los
eslabones conectados.
Clasificación de los eslabones
Pueden ser:
Inferiores: Es decir, aquellos que permiten contacto
superficial. Sus superficies conjugadas deben poder
deslizarse por sí mismas sin deformarse
Prismáticos: Superficies conjugadas cilíndricas y
movimiento relativo (por ejemplo: junta corredera; pistón
cilindro).
Rotoidales: Superficies de revolución y movimiento
giratorio (por ejemplo: perno – cojinete).
Helicoidales: Superficies conjugadas helicoidales y
movimiento helicoidal (por ejemplo: tuerca – tornillo).
Superiores: Permiten contacto puntual o lineal. Por
ejemplo: Polea – correa, acople de engranajes, perno y buje
con huelgo.
Cierre de forma: Se mantiene unida o cerrada por su
configuración (Buje – eje).
Cierre de fuerza: Requiere de una fuerza para mantenerse
cerrada. (Leva – seguidor)
Pares cinemáticosEs la unión entre dos miembros de un mecanismo. Un ejemplo
son dos barras unidas por un perno que permite que las
piezas giren alrededor de él.
Tipos de pares cinemáticos
En dos dimensiones
Para mecanismos planos, es decir, que ejecutan un
movimiento en el plano, algunos ejemplos de pares
cinemáticos son:
La articulación, que elimina el desplazamiento de
traslación relativo de dos sólidos obligando
permanentemente a que dos puntos geométricos de los
dos sólidos ocupen continuamente la misma posición.
Sin embargo, la articulación no impide la
reorientación o giro relativo de un sólido respecto al
otro.
La guía corredera, que elimina un grado de libertad de
traslación y la posibilidad de reorientación de un
sólido respecto a otro.
En tres dimensiones
La articulación cilíndrica, que elimina todos los
grados de libertad excepto la posibilidad de rotación
de un sólido respecto al otro alrededor de un cierto
eje de giro, elimina cinco grados de libertad.
La rótula esférica, que permite cualquier giro o
cambio de orientación de un sólido respecto a otro,
pero impide su traslación relativa, por lo que siempre
un punto geométrico de ambos sólidos es común, elimina
tres grados de libertad.
Guía deslizante cilíndrica, permite la traslación
relativa y el giro alrededor de un eje, elimina por
tanto cuatro grados de libertad.
Guía deslizante no cilíndrica, permite la traslación
relativa según un eje pero no el giro alrededor del
mismo, elimina por tanto cinco grados de libertad.
La soldadura elimina todos los grados de libertad de
un sólido respecto a otro, por lo que dos sólidos
soldados cinemática mente pueden considerarse un único
sólido, es decir, elimina seis grados de libertad.
Cadenas cinemáticasUna cadena cinemática es un conjunto de eslabones
cinemáticos unidos por pares cinemáticos elementales; estos
pares elementales a través de cierres de forma, cierres de
fuerza y cierres de cadena, limitan en su movilidad
relativa a los elementos de la cadena.
Casi todas las cadenas cinemáticas tienen un eslabón fijo
(soporte) que constituye el cierre de la cadena siendo
móviles los demás, de los cuales uno o varios son los que
reciben el movimiento que se transmite a los restantes.
Grados de libertad El grado de libertad es el número de entradas
independientes requeridas para posicionar con exactitud
todos los eslabones de un mecanismo con respecto al suelo.
También se puede definir como el número de actuadores
necesarios para operar el mecanismo.
El número de grados de libertad de un mecanismo también se
conoce como movilidad, el cual se identifica con el símbolo
M.
Ecuación de Gruebler
Los grados de libertad para eslabonamientos planos
conectados con uniones comunes se calculan con la ecuación
de Gruebler.
M= grados de libertad = 3(n-1) -2jp -jh
Dónde:
n = número total de eslabones en el mecanismo
jp = número total de uniones principales (uniones de pernos
o de correderas)
jh = número total de uniones de orden superior (uniones de
levas o engranes)
Bibliografía
Budynas, R. G. (2010). Ingeniería Mecánica de Shigley. México: Mc
Graw Hill.
Myszka, D. H. (2012). Máquinas y mecanismos. México: Pearson.
