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Los conceptos básicos del análisis y la síntesis de mecanismos en ingeniería mecánica. Se aborda la necesidad del análisis cinemático, la distinción entre máquinas y mecanismos, y la terminología asociada con los componentes básicos que conforman un mecanismo. El documento también incluye una introducción, una bibliografía y una descripción de los diferentes tipos de eslabones, levas, ruedas y juntas cinemáticas.
Tipo: Monografías, Ensayos
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Departamento Eléctrica Electrónica Ingeniería Electromecánica Análisis y Síntesis de Mecanismos: Conceptos básicos (parte 1) MATERIA: Análisis y Síntesis de Mecanismos Grupo: 4CA Semestre Agosto - diciembre ALUMNO: Amaro Ruiz Miguel Angel 22760024 Jesús Manuel Pérez Ochoa 1976 0711 MAESTRO: Ing. Juan Pablo Vite Frías FECHA:01 /02/
2. La Necesidad del Análisis Cinemático de Mecanismos El análisis cinemático de mecanismos es fundamental para comprender cómo se mueven y se relacionan las diferentes partes de un sistema mecánico. Permite estudiar las trayectorias, velocidades y aceleraciones de los elementos en movimiento, lo que resulta necesario para garantizar un diseño eficiente y funcional. Este análisis ayuda a prevenir problemas como interferencias, choques o desgaste prematuro de componentes, mejorando la durabilidad y confiabilidad de las máquinas. Adicionalmente, la exploración facilita el camino para la mejora de los mecanismos, ajustándolos a los estándares de ejecución, tales como la velocidad, la exactitud y la capacidad de carga. Proporciona la capacidad de examinar diversas disposiciones y escoger la más apropiada para alcanzar los propósitos de diseño. 3. Diferencia entre Máquinas y Mecanismos Es importante comprender la distinción entre máquinas y mecanismos para abordar adecuadamente el análisis cinemático. Una máquina es un conjunto de dispositivos interconectados que realizan una tarea específica. Puede constar de varios mecanismos que trabajan en conjunto para lograr un propósito común. Por otro lado, los mecanismos son dispositivos mecánicos fundamentales para el diseño y la construcción de maquinaria. Se puede decir que son el “alma” de las máquinas mecánicas, ya que proporcionan el movimiento sincronizado para cumplir con una tarea específica. En un proceso industrial, los mecanismos permiten el funcionamiento coordinado en espacio y tiempo. 4. Terminología de Mecanismos y Componentes Básicos Eslabones: Los eslabones son elementos rígidos que contienen por lo menos dos nodos y que son puntos de unión con otros eslabones. Una de las clasificaciones de los eslabones se rea- liza en función del número de nodos que contiene; así, si el eslabón dispone de dos nodos, este es binario, si tiene tres es ternario, y así sucesivamente, como puede apreciarse en la figura 1.14.
Levas: Una leva es un elemento mecánico con forma irregular, donde su centro de giro no es su centro geométrico. En este caso, el giro del eje hace que el perfil o contorno de la leva toque, mueva, empuje o conecte con una pieza conocida como seguidor (véase figura 1.18). Ruedas: Elementos mecánicos utilizados en mecanismos para los casos donde se desea una transmisión angular con velocidad y par controlado. Existen diferentes tipos de ruedas:
Cadena de inversión cinemática: Es donde varios eslabones conectados forman una cadena. Cuando cada eslabón se conecta con al menos otros dos, se crean circuitos cerrados, constituyendo una cadena cinemática cerrada. Por el contrario, si hay un eslabón con un punto de conexión libre, se configura una cadena cinemática abierta. Consultar la figura 1.24 para una representación visual. Grado de libertad: En un mecanismo, el grado de libertad (GDL) se define como el número de parámetros de entrada necesarios para determinar todas las posiciones de los eslabones del mecanismo. Así, un mecanismo de 1 GDL requiere una entrada para impulsar todos sus elementos; uno de 2 GDL requiere de dos entradas, y así sucesivamente. Para poder determinar el GDL en un mecanismo plano (dos dimensiones) se sugiere la siguiente ecuación: GDL 5 = 3(n 2-1) - 2F Esta se conoce como ecuación de Gruebler, donde n es el número de eslabones, incluido el elemento rígido, y F es el número de tipo de junta; así, por ejemplo, para la iésima unión, Fi 5 1 si la junta articula a dos eslabones, y Fi 5 0.5 si la junta es par inferior. Por ejemplo, considérese el mecanismo de la figura 1.26, donde se observa la paradoja de Gruebler.
5. Conclusiones El análisis y síntesis de mecanismos son pilares fundamentales en la ingeniería mecánica moderna. El análisis cinemático permite comprender y optimizar el movimiento de los componentes, mientras que la distinción entre máquinas y mecanismos y la comprensión de la terminología asociada son esenciales para el diseño efectivo de sistemas mecánicos.
