Notas de Clase Mecanismos Preparado Por Ing. Jovanny Pacheco B. M.Sc.

12
Notas de Clase Mecanismos Preparado Por Ing. Jovanny Pacheco B. M.Sc.

Transcript of Notas de Clase Mecanismos Preparado Por Ing. Jovanny Pacheco B. M.Sc.

Page 1: Notas de Clase Mecanismos Preparado Por Ing. Jovanny Pacheco B. M.Sc.

Notas de ClaseMecanismos

Preparado Por

Ing. Jovanny Pacheco B. M.Sc.

Page 2: Notas de Clase Mecanismos Preparado Por Ing. Jovanny Pacheco B. M.Sc.

Jun-2004 Por: Ing. Jovanny Pacheco. M.Sc. [email protected]

2

Conceptos Básicos

• Máquina: Sistema de elementos dispuestos para transmitir y transformar energía

• Mecanismo: Sistema de elementos dispuestos para transmitir movimiento de un modo predeterminado

Page 3: Notas de Clase Mecanismos Preparado Por Ing. Jovanny Pacheco B. M.Sc.

Jun-2004 Por: Ing. Jovanny Pacheco. M.Sc. [email protected]

3

Breve Historia

• Egipto antiguo: Palanca y Plano inclinado

• Elementos para medir el tiempo• Aplicaciones militares: catapultas,

escalamiento de muros.• Ingeniería Mecánica: Revolución

insdustrial (James Watt 1736-1819)

Page 4: Notas de Clase Mecanismos Preparado Por Ing. Jovanny Pacheco B. M.Sc.

Jun-2004 Por: Ing. Jovanny Pacheco. M.Sc. [email protected]

4

Breve Historia

• Watt(1736-1819): Mecanismo de línea recta• Oliver Evans: Otros mecanismos de línea recta.• Euler(1707-1783): Estudio analítico de

mecanismos. Separación del problema dinámico.• Gaspar Monge(1746-1818): clasificó todos los

mecanismos conocidos hasta su época • André Marie Ampère(1775-1836): Fue el primero

en usar el término “cinematique” que viene del griego

Page 5: Notas de Clase Mecanismos Preparado Por Ing. Jovanny Pacheco B. M.Sc.

Jun-2004 Por: Ing. Jovanny Pacheco. M.Sc. [email protected]

5

Breve Historia

• Robert Willis(1800-1875): Primeros intentos de sistematizar la sintesis de mecanismos

• Franz Reuleaux(1829-1905): Publicó la obra Theoretische Kinematik. Alexander Kennedy(1847-1928) tradujo esta obra al inglés. Este tratado se convirtión en fundamento de la cinemática moderna.

• Hasta antes de la II gerra mundial todos los avances en cinemática se realizaron en Europa, especialmente en Alemania.

• En EUA hasta 1940 la cinemática era ingnorada hasta que A.E.R. De-Jonge escribió “What Is wrong with Kinematics ans Mechanims?”.

Page 6: Notas de Clase Mecanismos Preparado Por Ing. Jovanny Pacheco B. M.Sc.

Jun-2004 Por: Ing. Jovanny Pacheco. M.Sc. [email protected]

6

Breve Historia

• Esto impulsó el estudio de la cinemática de mecanismos tanto en EUA como en Europa, generando contribuciones tan importantes como: J. Denavit, A. Erdman; F. Freudenstein; A.S. Hall; R. Hartenberg; R. Kaufman; B. Roth; G. Sandor y A. Soni.

• Después de la caída de “la cortina de hierro” estuvieron disponibles en Europa y EUA muchos trabajos de los cinemáticos ex Soviéticos como Artobolevsky

Page 7: Notas de Clase Mecanismos Preparado Por Ing. Jovanny Pacheco B. M.Sc.

Jun-2004 Por: Ing. Jovanny Pacheco. M.Sc. [email protected]

7

Fundamentos de Cinemática

• Conceptos Básicos• Grado de Libertad (gdl): Número de

parámetros independientes que se necesitan para definir unívocamente su posición en cualquier instante.

• Tipos de movimiento en el plano:– Traslación Pura– Rotación Pura– Movimiento Complejo

Page 8: Notas de Clase Mecanismos Preparado Por Ing. Jovanny Pacheco B. M.Sc.

Jun-2004 Por: Ing. Jovanny Pacheco. M.Sc. [email protected]

8

Fundamentos de Cinemática

• Eslabón: Cada cuerpo rígido que conforma un sistema• Nodo: Es el punto de unión de un eslabón con otros.

– Eslabón Binario Posee Dos Nodos– Eslabón Ternario Posee Tres Nodos– Eslabón Cuaternario Posee Cuatro nodos

• Junta: Conexión entre dos o más eslabones. Se clasifican de acuerdo con los siguientes criterios:– Tipo de contacto entre los elementos: Línea o punto– Número de gdl permitidos por la junta– Tipo de cierre de la junta, de fuerza o de forma.– Por el número de eslabones conectados (orden de la junta)

Page 9: Notas de Clase Mecanismos Preparado Por Ing. Jovanny Pacheco B. M.Sc.

Jun-2004 Por: Ing. Jovanny Pacheco. M.Sc. [email protected]

9

Fundamentos de Cinemática

• Pares Inferiores y Superiores. Conceptos introducidos por Reuleaux.– Par Inferior Contacto de superficie– Par Superior Contacto en punto o línea

Seis pares inferiores

Nombre (Símbolo) gdl Contiene

Rotación (R) 1 R

Prismático (P) 1 P

Helicoidal (H) 1 RP

Cilindrico (C) 2 RP

Esférico (S) 3 RRR

En un plano (F) 3 RPP

Page 10: Notas de Clase Mecanismos Preparado Por Ing. Jovanny Pacheco B. M.Sc.

Jun-2004 Por: Ing. Jovanny Pacheco. M.Sc. [email protected]

10

Fundamentos de Cinemática

• Definiciones con base en los conceptos de Reuleaux.• Cadena cinemática: Un ensamblaje de eslabones y

juntas, interconectadas de modo que proporcione un movimiento de salida controlado en respuesta a un movimiento de entrada proporcionado.

• Un mecanismo: Una cadena cinemática en la que por lo menos se ha fijado un eslabón al marco de referencia.

• Una máquina: Una combinación de cuerpos resistentes dispuestos para hacer que las fuerzas mecánicas de la naturaleza realizan trabajo, acompañado de un movimiento determinado.

Page 11: Notas de Clase Mecanismos Preparado Por Ing. Jovanny Pacheco B. M.Sc.

Jun-2004 Por: Ing. Jovanny Pacheco. M.Sc. [email protected]

11

Movilidad

• Ecuación de Gruebbler

• Modificación de Kutzbach

gjlm 323

21213 jjlm

Page 12: Notas de Clase Mecanismos Preparado Por Ing. Jovanny Pacheco B. M.Sc.

Jun-2004 Por: Ing. Jovanny Pacheco. M.Sc. [email protected]

12