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

Notas de ClaseMecanismos

Preparado Por

Ing. Jovanny Pacheco B. M.Sc.

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

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Conceptos Básicos

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

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


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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)


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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


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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?”.


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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


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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


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• 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)


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• 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


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• 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.


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Movilidad

• Ecuación de Gruebbler

• Modificación de Kutzbach

gjlm 323

21213 jjlm


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