1

Asignatura de Sistemas Mecánicos

MECANISMOS 1

Algunas definiciones

•• MIEMBROMIEMBRO. Elemento material de una máquina o mecanismo, que puede ser sólido rígido, sólido deformable o fluido.

•• CADENA CINEMCADENA CINEMÁÁTICATICA. Conjunto o subconjunto de miembros de un mecanismo que están enlazados entre sí.

•• ESLABESLABÓÓNN. Cada uno de los miembros de una cadena cinemática.

2

Cadenas cinemáticas

•• TIPOS DE CADENASTIPOS DE CADENAS:– Bloqueadas

– Cerradas, o desmodrómicas

– Abiertas

•• INVERSIONES DE UNA CADENAINVERSIONES DE UNA CADENA. Transformaciones de un mecanismo en otro, cambiando el elemento fijo o de referencia. Se mantienen en todas ellas las velocidades relativas entre los diferentes miembros.

Ejemplos de cadenas

3

Inversiones del mecanismo de biela- manivela

Pares cinemáticos

• Conjuntos de dos eslabones ligados entre sí.– Pares inferiores. Aquellos que tienen contacto

superficial

– Pares superiores. Los que tienen contacto lineal o puntual

4

FIG 3

Pares inferiores

5

Pares inferiores

Tipos de levas

6

Tipos de palpadores

Elementos de un mecanismo de cuatro barras articuladas

7

Caja de herramientas

Disposiciones de mecanismos de cuatro barras

8

Ley de Grashofl + s ≤ q + p

Inversiones del mecanismo de cuatro barras articuladas

9

Esquemas de elementos de mecanismos

Mecanismos planos

• Son aquellos cuyos diferentes puntos se mueven en un mismo plano o en planos paralelos entre sí.

• MECANISMOS ARTICULADOS. Están formados por bielas, manivelas y palancas, con pares giratorios o deslizantes

• Permiten convertir:– Rotación continua en rotación continua– Rotación continua en movimiento oscilatorio o

alternativo– Movimiento oscilatorio en otro oscilatorio– Movimiento oscilatorio en otro alternativo.

10

Esquemas de elementos de mecanismos

Esquemasde pares

11

Esquemas demecanismos

Esquemas demecanismos

12

Tipos de eslabones según el número de nodos

Tipos de eslabones según el número de nodos

13

Tipos de eslabones según el número de nodos

Movilidad

•• COORDENADAS INDEPENDIENTES.COORDENADAS INDEPENDIENTES. Es el número mínimo de variables indpendientespara describir la configuración de un mecanismo.

• GRADOS DE LIBERTAD.GRADOS DE LIBERTAD. Es el número mínimo de variables necesarias para describir la distribución de velocidades.

• ECUACIONES DE ENLACE. Son las que pueden establecerse entre diferentes elementos, cuando se emplea un conjunto no mínimo en la descripción del mecanismo.

14

Coordenadas generalizadas

• Son las variables geométricas de posición y orientación empleadas para describir las posibles configuraciones de un sistema mecánico.

• Se intenta que estén asociadas a distancias y ángulos fácilmente identificables.

• Atendiendo a su referencia, pueden ser– Absolutas– Relativas

• Según el tipo de relación, son– Cartesianas– Polares, …

Grados de libertad demecanismos planos

CRITERIO DE GRCRITERIO DE GRÜÜBLERBLER--KUTZBACHKUTZBACH

M = 3 (n – 1) - 2j1 – j2

donde:– M: grados de libertad.– n: número de elementos (eslabones, barras, piezas,

etc.) de un mecanismo.– j1 : número de uniones de 1 grado de libertad.– j2 : número de uniones de 2 grados de libertad.

15

16

17

18

19

Grados de libertad

• Número de eslabones, L : 4

• Juntas rotatorias completas RC: 4 (A, B, C, D)

• Grados de libertad:

M = 3 * (L-1) – J2 = 3 (4 – 1) – 4 * 2 = 1

Mecanismo de movimiento rectilíneo. Roberts

20

Mecanismo de movimiento rectilíneo. Chebichef

Mecanismo de movimiento rectilíneo. Watt

21

Mecanismo de movimiento rectilíneo. Paucellier

Mecanismo de retorno rápido

22

Mecanismos de movimiento intermintente

Mecanismos de movimiento intermintente

23

Mecanismo de biela- manivela

Análisis de posiciones. Mecanismo de biela- manivela

que se puede escribir aproximadamente como

24

Biela- corredera curva

Mecanismo de cuatro barras modificado

25

Yugo escocés

Análisis cinemático del yugo escocés

26

Mecanismos articulados isósceles. Elipsógrafo

Análisis de posiciones. Elipsógrafo

27

Análisis de posiciones del mecanismo de cuatro barras

Planteamiento del problema

28

Ecuación de Freudenstein

29

Palancas rodantes

BIBLIOGRAFÍA DE SISTEMAS MECÁNICOS

Introducción

ANÓNIMO, How Things Work. Paladin, London (1975), 2 Vols.

ARTOBOLEVSKI, I.I., Mecanismos en la Técnica Moderna. Mir, Moscú(1979).

ASIMOV, I., Enciclopedia Biográfica de Ciencia y Tecnología. Alianza, Madrid (1987) 4 vols.

CALERO, R. y CARTA, J.A., Fundamentos de Mecanismos y Máquinas para Ingenieros. McGraw- Hill, Madrid (1999).

CARDONA, S. y CLOS, D., Teoría de Máquinas. Ediciones UPC, Barcelona (2001).

ERDMAN, A.G. y SANDOR, G.N. Diseño de Mecanismos. Análisis y Síntesis. Prentice Hall, México (1998) 3ª Ed.

30

HAM, C.W., CRANEE.J. y ROGERS, W.L., Mecanismos. Ediciones del Castillo, Madrid (1971).

HISCOX, G.D., 1800 Mechanical Movements, Devices and Appliances. Dover, Mineola, NJ (2007). 1st Ed. 1921.

KOZHEVNIKOV, S.N., Mecanismos. Gustavo Gili, Barcelona (1975).

NORTON, R.L., Diseño de Maquinaria. McGraw- HilInteramericana, México (2005), 3ª Ed.

PEDRETTI, C. Leonardo. The Machines. Giunti, Florence (2000).

SCHWAMB, P. et al., Nociones de Mecanismos. Aguilar, Madrid (1962).