TEMA:
Pares cinemáticos y tipos de mecanismos
OBJETIVOS:
Conocer mediante una exposición la definición de pares cinemáticos Identificar la clasificación del par cinemático. Clasificar los tipos de mecanismos, mediante ejemplos.
MARCO TEORICO: PAR CINEM ATI CO
Se llama así a la unión de dos barras, de forma que estas presenten un movimiento relativo de unas determinadas características debido a la constricción que impone está unión. Los pares se dividen en inferiores y superiores de acuerdo a la superficie de contacto entre los dos miembros que constituyen el par:
PARES INFERIORES O DE CONTACTO SUPERFICIAL
Los elementos del par hacen contacto en una superficie como es el caso de una articulación de pasador
Los Pares Inferiores, A Su Vez, Se Pueden Clasificar En Seis Tipos:
Par Giratorio.
Se Llama También Articulación De Pasador. Sólo Permite Un Movimiento De Rotación Relativa Entre Los Dos Eslabones. Ya Que Este Movimiento Queda Definido Únicamente Mediante Un Ángulo De Rotación, Este Par Sólo Tienen Un Grado De Libertad.
Par Prismático Prismático.
Sólo Permite Un Movimiento Relativo De Deslizamiento Entre Los Eslabones. Tiene Un Grado De Libertad, Ya Que La Posición Relativa Queda Definida Por La Distancia Recorrida.
Par Helicoidal Helicoidal O De Tornillo.
Aquí Son Posibles Un Movimiento De Rotación Y Otro De Traslación, Que Están Relacionados Entre Sí Por El Paso De La Rosca. En Consecuencia, Aunque El Movimiento Relativo Queda Definido Por Dos Parámetros, Sólo Tienen Un Grado De Libertad.
Par Cilíndrico Cilíndrico.
Aunque También Hay Un Movimiento De Rotación Y Otro De Traslación, T raslación, Son Independientes Uno Del Otro, Por Lo Que Tiene Dos Grados De Libertad.
Par Esférico Esférico.
Se Llama También Articulación De Rótula. Permite La Rotación Alrededor De Cada Uno De Los Tres Ejes Coordenados, Por Lo Que Tienen Tres Grados De Libertad.
Par Plano.
Es Poco Frecuente En Mecanismos. Tiene Tres Grados De Libertad, Que Corresponden A Dos Desplazamientos Lineales Y Un Giro.
PARES SUPERIORES O DE CONTACTO LINEAL O PUNTUAL
Los elementos del par hacen contacto en una línea. Ejemplos: Dientes de engranajes acoplados, Una leva que hace contacto en un rodillo.
El contacto puntual se puede establecer entre:
Este enlace tiene poco interés practico (solo para ejes muy ligeros acabados en punta apoyada en un soporte Un mismo punto de un miembro y un mismo punto del otro miembro.
cónico) y es equivalente a una rotula para el movimiento en el espacio y a un articulación para el movimiento plano. En este caso, el punto se puede materializar con un pasador o botón y la curva con una ranura, y se obtiene el par pasador-guía o botón-guía
Un mismo punto de un miembro a un punto de una curva fija a otro miembro.
Un mismo punto de un miembro y un punto de una superficie fija al otr o miembro.
Puntos variables de cada uno de los sólidos . En este caso y
también cuando el contacto se establece entre generatrices variables, el movimiento relativo se denomina rodadura. Son ejemplos de rodadura el de una rueda respecto al suelo o el de una bola de cojinete respecto a la pista.
En un planteamiento bidimensional de la cinemática, los pares que se pueden presentar son solamente el de revolución o articulación, el prismático, el contacto a lo largo de una generatriz que a efectos cinemáticos equivale al contacto puntual entre curvas planas y los contactos punto-punto y punto-curva.
Entre los pares superiores existe una subcategoría denominada pares envolventes. Por ejemplo, la conexión entre una banda y una polea, entre una cadena y una catarina o entre un cable y un tambor. En cada caso, uno de los eslabones se caracteriza por rigidez unilateral.
TI POS POS DE MECANI SM OS
Los mecanismos se pueden clasificar de diversas maneras hacienda hincapié en sus similitudes y diferencias. Uno de estos agrupamientos divide los 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 características de los movimientos de los eslabones.
MECANISMO PLANO
Es aquel en el que todas las partículas describen curvas planas en el espacio y todas estas se encuentran en planos paralelos; en otras palabras, los lugares geométricos de todos los puntos son curvas planas paralelas a un solo plano común. Esta característica hace posible que el lugar geométrico de cualquier punto elegido de un mecanismo plano se represente con su verdadero tamaño y forma real, en un solo dibujo o una sola figura. La transformación del movimiento de cualquier mecanismo de esta índole se llama coplanar. La vasta mayoría de mecanismos en uso hoy en día son del tipo plano. Los mecanismos planos que utilizan solo pares inferiores se conocen con el nombre de eslabonamientos planos y solo pueden incluir revolutas y pares prismáticos. Aunque teóricamente es factible incluir un par plano, esto nos impondría restricción alguna y por lo tanto, sería equivalente a una abertura en la cadena cinemática. El movimiento plano requiere también que los
ejes de todos los pares prismáticos y todos los ejes de revolutas sean normales al plano de movimiento. EJEMPLOS
Eslabonamiento plano de cuatro barras.
Leva de placa y su seguidor.
Mecanismo de corredera – manivela
MECANISMO ESFERICO
Es aquel que en cada eslabón tiene algún punto que se mantiene estacionario conforme el eslabonamiento se mueve, y en el que los puntos estacionarios de todos los eslabones están en una ubicación común; en otras palabras, el lugar geométrico de cada punto es una curva contenida dentro de una superficie esférica y las superficies esféricas definidas por varios puntos arbitrariamente elegidos son concéntricas. Por ende, los movimientos de todas las partículas se pueden describir por completo mediante sus proyecciones radiales o sombras proyectadas sobre la superficie de una esfera, con un centro seleccionado en forma apropiada. Los eslabonamientos esféricos son aquellos que se componen exclusivamente de pares de revoluta. Un par esférico no produciría restricciones adicionales y por ende, sería 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.
EJEMPLO
Articulación universal de Hooke
MECANISMOS ESPACIALES
Los mecanismos espaciales no incluyen restricción alguna en los movimientos alternativos de las partículas. La transformación del movimiento no es necesariamente coplanar, como tampoco es preciso que sea concéntrica. Un mecanismo espacial puede poseer partículas 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 helicoidal. Por lo tanto la categoría abrumadoramente más numerosa de mecanismos planos y la de los esféricos son apenas unos cuantos casos especiales o subconjuntos, de la categoría general de
mecanismos espaciales. Estos se obtienen como una consecuencia de la geometría especial en las orientaciones particulares de los ejes de sus pares.
Mecanismo de Sarrus
Inventado por Pierre Frédéric Sarrus en 1853, el mecanismo de Sarrus permite transformar un movimiento circular limitado en un movimiento rectilíneo sin necesidad de una guía auxiliar. El mecanismo de Sarrus es un mecanismo espacial, con un movimiento tridimensional de las piezas que lo integran. En el mecanismo de Peaucellier-Lipkin todas las piezas se mueven en un plano.
LU GAR GEOM GEOM ETRI CO O TRAYECTORIA TRAYECTORIA
Se describe como las posiciones sucesivas de un punto en movimiento que definen una recta o una curva. Esta curva no tiene espesor dado que el punto carece de dimensiones, sin embargo la curva tiene longitud puesto que el punto ocupa diferentes posiciones conforme varían el tiempo. Esta curva es la representación de las posiciones sucesivas del punto, también se denomina trayectoria o lugar geométrico del punto en movimiento en el sistema de coordenadas de referencia. CONCLUSIONES
Los pares cinemáticos cinemáticos son los elementos elementos maquinados de enlace entre 2 o más eslabones que actúan como articulación entre los eslabones. Al ser la función cinemática de un eslabón la de mantener una relación fija geométrica entre los elementos de par, la función cinemática del par o articulación es de determinar el movimiento relativo entre los eslabones conectados. Los pares superiores son los que en los elementos de contacto entre las superficies elementales es una línea o un punto. (Leva - seguidor). Los pares inferiores son aquellos donde los elementos de par hacen pleno contacto entre una superficie (Articulación de pasador). Todos los demás tipos de articulaciones diferentes a los pares inferiores se denominan pares superiores. Dentro de los pares superiores esta la subcategoría de pares envolventes, estos son aquellos que se caracterizan por tener en su mecanismo un eslabón con rigidez unilateral.
Los mecanismos planos son aquellos donde las curvas trazadas por las partículas del mecanismo son planas y paralelas, es decir en un solo plano común. Los mecanismos esféricos son aquellos donde la posición de cada punto del mecanismo es una curva que está contenida dentro de una superficie esférica, y estas superficies a su vez son concéntricas si se toman puntos arbitrariamente. Los mecanismos espaciales no tienen restricción alguna en los movimientos relativos de sus partículas, es decir que puede combinar movimiento coplanar y esférico dando así que haya doble curvatura.
BIBLIOGRAFIA
Teoría de Maquinas y Mecanismos - Shigley https://www.google.com.ec/imghp?hl=es&tab=wi http://es.wikipedia.org/wiki/Mecanismo_de_Sarrus
