Ciclo, periodo y fase de movimiento Cuando las partes de un mecanismo han pasado por todas las posiciones posibles que pueden tomar después de iniciar su movimiento desde algún conjunto simultaneo de posiciones relativas y han regresado a sus posiciones relativas originales, han creado un ciclo de movimiento. El tiempo requerido para para un cicl ciclo o de movi movimi mien ento to es el peri period odo o. Las Las posi posici cion ones es relat elativ ivas as simu simult ltán ánea eas s de un meca mecani nism smo o en un inst instan ante te dado dado dura durant nte e un cicl ciclo o determinan una fase. La transmisin del movimiento de un miembro a otro en un mecanismo se reali!a en tres formas" a# contacto directo entre dos miembros, tales como levas y seguidor o entre engranes b# por medio de un eslabn intermedio intermedio o biela y c# por medio de un conector $e%ible como una banda o una cadena. Clasi&cacin de los mecanismos en funcin de sus movimientos. 'ecan 'ecanism ismos os planos planos,, esfér esférico icos s y espac espacial iales es.. Los Los mecan mecanism ismos os se pueden pueden clasi& clasi&ca carr de diver diversas sas maner maneras as hacien haciendo do hinca hincapié pié en sus simili similitud tudes es y sus diferencias. (no de estos agrupamientos en funcin de los movimientos que producen los mecanismos los divide en" mecanismos en planos, esféricos y espaciales) y los tres grupos poseen muchas cosas en común) sin embargo, el criterio para distinguirlos se basa en las caracter*sticas de los movimientos de los eslabones. (n mecanismo plano es aquel en el que todas las part*culas describen curvas planas en el espacio y todas estas se encuentran en planos paralelos) paralelos) en otras palabr palabras as,, los lugar lugares es geomé geométri tricos cos de todos todos los puntos puntos son son curva curvas s plana planas s paralelas a un solo plano común. Esta caracter*stica hace posible que el lugar geométrico de cualquier punto elegido de un mecanismo plano se represente con su verdadero tama+o y forma real, en un solo dibujo o una sola &gura. La transfor transformaci macin n del movimie movimiento nto de cualquier cualquier mecanismo mecanismo de esta *ndole se llama coplanar. El eslabonamiento plano de cuatro barras, y el mecanismo de correderamanivela son ejemplos muy conocidos de mecanismos planos. La vasta mayor*a de mecanismos en uso hoy en d*a son del tipo plano. Los mecani mecanismo smos s planos planos que utili! utili!an an slo slo pares pares infer inferior iores es se conoc conocen en con el nombre de eslabonamientos planos y slo pueden incluir revolutas y pares prismáticos. 'ecanismo esférico es aquel en el que cada eslabn tiene algún punto que se mantiene estacionario conforme el eslabonamiento se mueve, y en el que los puntos estacionarios estacionarios de todos los eslabones están en una ubicacin común) en otras palabras, el lugar geométrico de cada punto es una curva contenida dentro de una super&cie esférica y las super&cies esféricas de&nidas por varios puntos arbitrariamente elegidos son concéntricas. -or ende, los movimientos de toda todas s las las part part*c *cula ulas s se pued pueden en desc descri ribi birr por por comp comple leto to medi median ante te sus sus proyecciones radiales, o sombras, proyectadas sobre la super&cie de una esfera, con un centro seleccionado en forma apropiada. La articulacin universal de /oo0e es qui!á el ejemplo más conocido de un mecanismo esférico.
Eslabonamientos esféricos son aquellos que se componen e%clusivamente de pares de revoluta. (n par esférico no producir*a restricciones adicionales y, por ende, ser*a equivalente a una abertura en la cadena, en tanto que todos los demás pares inferiores poseen movimientos no esféricos. En el caso de eslabonamientos esféricos, los ejes de todos los pares de revoluta se deben intersecar en un punto. Los mecanismos espaciales no incluyen, por otro lado, restriccin alguna en los movimientos relativos de las part*culas. La transformacin del movimiento no es necesariamente coplanar, como tampoco es preciso que sea concéntrica. (n mecanismo espacial puede poseer part*culas con lugares geométricos de doble curvatura. Cualquier eslabonamiento que comprenda un par de tornillo, por ejemplo, es un mecanismo espacial, porque el movimiento relativo dentro del par de tornillo es helicoide. -or lo tanto, la categor*a abrumadoramente más numerosa de mecanismos planos y la de los esféricos son apenas unos cuantos casos especiales, o subconjuntos, de la categor*a general de mecanismos espaciales. Estos se obtienen como una consecuencia de la geometr*a especial en las orientaciones particulares de los ejes de sus pares. 1i los mecanismos planos y esféricos son slo casos especiales de mecanismos espaciales, 2por qué es aconsejable identi&carlos por separado3 4ebido a que por las condiciones geométricas particulares que identi&can estas clases, es factible hacer multitud de simpli&caciones en su dise+o y análisis. 4ado que la inmensa mayor*a de mecanismos en uso hoy en d*a son planos, nuestro estudio se centrará en ellos, sin minimi!ar la importancia de los mecanismos esféricos y espaciales. Como se se+al con anterioridad, se pueden observar los movimientos de todas las part*culas de un mecanismo plano en el tama+o y forma reales, desde una sola direccin. En otras palabras, es factible representar grá&camente todos los movimientos en una sola perspectiva, de donde, las técnicas grá&cas son muy apropiadas para su solucin.
Eslabonamientos Los eslabonamientos son los bloques de construccin básicos de todos los mecanismos. 5odas las formas comunes de mecanismos como levas, engranes, bandas, cadenas etc., son variantes comunes de eslabonamientos. Los eslabonamientos se componen de eslabones y juntas. Eslabón (n eslabn es un cuerpo r*gido 6supuesto# que posee por lo menos dos nodos que son puntos de unin con otros eslabones. 1e dividen en" 7. Eslabn binario 8 5iene dos nodos 9. Eslabn ternario 8 5iene tres nodos :. Eslabn cuaternario 8 5iene cuatro nodos Junta (pares cinemáticos) (na junta es una cone%in entre dos o más eslabones 6en sus nodos#, la cual permite algún movimiento, o movimiento parcial, entre los eslabones
conectados.
Calicación de Reuleaux Par inferior. 4escribe aquellas juntas con contacto super&cial 6como un pasador rodeado por un ori&cio. Par superior. 4escribe aquellas juntas con contacto de punto o de l*nea. La principal ventaja práctica de los pares inferiores sobre los pares superiores es su mejor capacidad de atrapar el lubricante entre sus super&cies envolventes. La junta de pasador giratorio presenta bajo desgaste y larga vida incluso mejor que la junta prismática de corredera.
ovimiento Circular y linear 1e de&ne como circunferencia.
movimiento
circular
aquél
cuya
trayectoria es una
Cuando un cuerpo se encuentra girando, cada una de las part*culas del mismo se mueve a lo largo de la circunferencia descrita por él. Esta velocidad lineal también recibe el nombre de tangencial. ; <= ; 9 ; >
4onde" ?t; velocidad periferica o tangencial 4;4iametro n;@evoluciones por minuto r;radio 5;periodo 6tiempo en completar un ciclo# ; 6 # Ejemplo" ?elocidad
Calcular la velocidad tangencal de un punto que gira alrededor de un circulo con un diametro de =.Am siendo que el circulo gira a 7=@-' ; 6=.A#67=# <= ; =.9< B
El radian (n radian es un angulo cuyos lados comprenden un arco cuya longitud es igual al radio de la circunferenciaD -ara obtener el valor del angulo en radianes usamos la formula"
; 6# 6 #
7 rad;AF.:G
!elocidad "n#ular Cuando un objeto se mueve en una circunferencia, llevará una velocidad, ya que recorre un espacio, pero también recorre un ángulo. -ara tener una idea de la rapide! con que algo se está moviendo con movimiento circular, se ha definido la velocidad angular 6H# como el número de vueltas que da el cuerpo por unidad de tiempo. 4e manera sencilla" en el movimiento circular la velocidad angular está dada por la cantidad de vueltas que un cuerpo da por segundo. Itra manera de decir lo mismo ser*a" en el movimiento circular la velocidad angular está dada por el ángulo recorrido 6# dividido por unidad de tiempo. El resultado está en grados por segundo o en rad por segundo. ; J J K ; 9
4onde" ;?elocidad angular 6radMseg#. ; despla!amiento angular en radianes. t; tiempo en segundos en que se efectuo el de!pla!amiento angular. 5;-eriodo 6tiempo en dar una vuelta o ciclo# Ejemplo velocidad angular" (na circunferencia rueda sobre su propio centro y da : vueltas en 7 segundo, 2Cuál es la velocidad angular3 ; 7 : ; =.::::
puesto que tarda un tercio de segundo en efectuar un ciclo. ; 9 ; 9 7 : B ; < ; 7N.NO M
puesto que recorre al girar una ve! 9 , y al recorrer : vueltas < , en un segundo. ; < 7 ; 7N.NO M
Pceleracin angular 5al como el movimiento lineal o rectil*neo, el movimiento circular puede ser uniforme o acelerado. La rapide! de rotacin puede aumentar o disminuir bajo la influencia de un momento de torsin resultante. La aceleracin angular 6Q# se de&ne como la variacin de la velocidad angular con respecto al tiempo y está dada por" ; R ; 9 >
donde" Q ; aceleracin angular final en B 9 Hf ; velocidad angular final en radMs Hi ; velocidad angular inicial en radMs t ; tiempo transcurrido en segundos r; radio 6m# Ejemplo" aceleracion angular 2Sue aceleracion posee un punto en el e%tremo de una cuerda cuando esta gira a 7= radMseg y mide desde el e%tremo F=cm3 ; 9 > ; 67=# 9 6=.F# ; F= M9
Pceleracion 5angencial ; R ; >
4onde" ;Pceleacion tangencial ;?elocidad tangencial Tinal ;?elocidad tangencial Unicial ;Pceleracion angular r; radio Ejemplo" aceleracion tangencial Calcule la aceleracion tangencial de un punto sobre un disco que posee :m de diametro y se acelera en AA radMsV9. ; > ; AA67.A# ; N9.A MV9
