domingo, 30 de mayo de 2010

Tema 1: CONSIDERACIONES GENERALES

Objetivo:
La Mecánica de maquinas tiene por objeto, el estudio de las leyes que regulan los movimientos de las diversas piezas o miembros que conforman a las diferentes maquinas; incluyendo el estudio de sus masas y las fuerzas que sus miembros transmiten.
Los mecanismos y maquinas que se encuentran actualmente son extraordinariamente diversos tanto en construcción como por su destino, constituyendo un pilar fundamental sobre el que se apoya parte importante de la actividad del hombre desarrollado.
El empleo de mecanismos y maquina es inevitable en cualquiera de las especialidades de la ingeniería, razón por la cual se precisa cada vez mayor y mejor formación de ingenieros y técnicos.
El propósito de la asignatura es familiarizar al estudiante con los conceptos fundamentales de la mecánica de maquinas que le permitan analizar mecanismos existentes y dándole soporte para diseñar y construir mecanismos.

Mecanismo:




Máquina:
Es un conjunto de piezas o elementos rígidos que pueden ser móviles o fijos y están conectados de manera que tengan entre sí movimientos relativos determinados, cuyo funcionamiento posibilita aprovechar, dirigir, regular o transformar energía o realizar un trabajo.

Diferencia entre maquina y mecanismo:
La diferencia entre una maquina y un mecanismo consiste en que el mecanismo transmite o modifica el movimiento, mientras que, la maquina realiza trabajo o modifica la energía.

Cinemática de Máquinas:
Es aquella que se ocupa del movimiento de los miembros de una máquina, de su forma, de la manera de regularlos y de guiarlos sin tener en cuenta su resistencia.

Cuerpo Rígido:
Es un cuerpo que no sufre ninguna deformación por efecto de las fuerzas que actúan sobre él, por lo tanto las partículas que lo integran guardan constantemente la misma distancia entre ellas.


Eslabón:
Se define como un cuerpo rígido que tiene dos o más elementos de enlace, por medio de los cuales puede conectarse a otros cuerpos, con el objeto de transmitir fuerza o movimiento.




Par Cinemático:
Se llaman pares a las formas geométricas mediante las cuales se unen dos miembros de un mecanismo de manera que el movimiento relativo entre ambos sea consistente.
Los pares que permiten contacto superficial se conocen como pares inferiores y pueden ser giratorios o deslizantes. Ejemplo: La conexión biela y cigüeñal de un motor es un par inferior tipo giratorio; y la camisa del cilindo y el pistón es un par inferior tipo deslizante.
Los pares que permiten sólo contacto puntual o lineal se llaman pares superiores. Ejemplo: La combinación leva-seguidor.


Cadena Cinemática:
  • Cadena Bloqueada: Ocurre cuando no existe movimiento relativo entre sus eslabones, (una cadena bloqueada se puede considerar como un sólo eslabón).

A, B y C son pares
1, 2 y 3 son eslabones

  • Cadena Desmodrómica: Es posible el movimiento relativo determinado entre sus eslabones, o sea, que si uno de ellos se mantiene fijo y otro se mueve, todos los puntos de los restantes eslabones se moverán sobre ciertas líneas determinantes y siempre sonbre las mismas.

A, B, C y D son pares
1, 2, 3 y 4 son eslabones
1 = eslabón fijo
2', 3' y 4' es la nueva posición del mecanismo cuando el eslabón 2 se gira 20° hacia la derecha

  • Cadena Libre: Ocurre cuando los movimientos relativos de los eslabones no están determinados, o sea, que si uno de ellos se mantiene fijo y se repite el movimiento de otro, los puntos de los restantes no siguen, en general, las mismas trayectorias.

A,B,C,D, y E son pares
1,2,3,4, y 5 son eslabones
1 = eslabón fijo

Ciclo:
Se dice que un mecanismo ha cumplido un ciclo cuando al pasar de manera sucesiva por sus infinitas posibles posiciones regresa a su posicióm inicial.


Período:
Es el tiempo en el cual un mecanismo realiza un ciclo.


Fase:
Es cualquiera de las posibles posiciones que puede tener un elemento de máquina en cualquier instante durante un ciclo.


Representación y esquemas:
Para la representación y análisis de los movimientos relativos de los eslabones de un mecanismo, se representa en forma de esquema el cual debe dar una completa información geométrica. Esto tiene un conjunto de pautas y características que se deben tomar muy en cuenta como lo es:
- Los pares giratorios se representan por pequeños círculos.
- El eslabón fijo se representa con el rayado convencional
- El eslabón deslizante puede representarse por un rectángulo articulado en el eje de elemento de enlace del eslabón.
- Los eslabones de tres o mas elementos de enlace se representa, por la figura geometrica formada al unir los ejes de dichos elementos de enlaces.
- Los eslabones se representan por números sucesivos.
- Los pares por letras mayúsculas.
- El eslabón que tenga sólo dos elementos de enlace, puede representarse como un segmento rectilíneo que una sus ejes.


1= Eslabon fijo.
2= Eslabon de tres elementos de enlace.
3= Eslabon de dos elementos de enlace
4= Eslabon deslizante.
A ,B y C= Pares giratorios.
O2= Par giratorio fijo.


Inversión:
Es el cambio de un eslabón fijo por otro; una cadena cinemática dará origen a tantos mecanismos diferentes como eslabones tenga, llamándose INVERSIONES DEL MECANISMO a cada uno de ellos. La inversión de un mecanismo no altera los movimientos relativos pero si los absolutos.


Diagramas Cinemáticos:
Un diagrama cinemático, señala las especificaciones exigidas de los desplazamientos de algún punto del último eslabón conducido en relación con algún punto del primer eslabón motor.
Para construir un diagrama cinemático, se emplea un sistema de coordenadas, en donde se acostumbra a representar en el eje de las ordenadas los desplazamientos de algún punto del último eslabón conducido y en el eje de las abscisas se representan los desplazamientos de algún punto del eslabón motor, véase figura 1-4.
La figura 1-4(c) muestra el diagrama cinemático señalado en (a), para que el diagrama cinemático no presente partes negativas, se debe tomar el punto (0,0) en una posición extrema del mecanismo.
La figura 1-4(b), señala las posiciones extremas: A’B’ Y A’’B’’.


Movimiento:
Se dice que un cuerpo está en movimiento, cuando cambia su posición en relación con otro cuerpo tomado como punto de referencia.


Tipos de Movimiento:

  • Movimiento Absoluto: Ocurre cuando el cuerpo se mueve con respecto a tro, que se supone fijo. Se acostumbra a suponer fija la tierra entonces, otro cuerpo que se desplace respecto a ella tendrá un movimiento absoluto.

  • Movimiento Relativo: Ocurre cuando el otro cuerpo que se toma como referencia para indicar la posición del móvil se mueve a su vez.

  • Movimiento Continuo, Intermitente y Alternativo: El movimiento de una pieza de una máquina es CONTINUO, si durante cada ciclo ni se detiene ni invierte su sentido; INTERMITENTE, si durante cada ciclo permanece en reposo un tiempo finito y ALTERNATIVO, si durante cada ciclo invierte el sentido de su movimiento. Ejemplo: El cigüeñal de un motor de gasolina tiene movimiento continuo; las válvulas, intermitente y alternativo; el émbolo, alternativo.

  • Movimiento Coplanario: Un cuerpo tiene movimiento coplanario cuando todas las partículas que lo componen se mueven en el mismo plano o en planos paralelos. Los mecanismos tratados de ahora en adelante se consideran que tienen movimientos coplanarios.

  • Movimiento de Traslación: Cuando un cuerpo rígido se mueve de tal forma que la posición de cada línea del cuerpo es paralela a todas sus otras posiciones, el cuerpo tiene movimiento de traslación. Si el cuerpo se mueve en línea recta, tendrá un movimiento de traslación rectilíneo. Si el cuerpo sigue una trayectoria curva, tendrá un movimiento de traslación curvilíneo.


El eslabón 3 de la figura 1-5(a) se mueve con movimiento lineal de traslación, igual que el eslabón 2 de la figura 1-5(b).


El eslabón 2 de la figura 1-6 tiene un movimiento de traslación curvilíneo.

  • Movimiento de Rotación: Ocurre cuando todos los puntos de un cuerpo en movimiento permanecen a una distancia fija de un eje, la cual es perpendicular al plano de movimiento.


La figura 1-7 muestra un cuerpo rígido (eslabón 2), que gira alrededor de un eje fijo (eslabón 1), en el sentido indicado.
Si un cuerpo se mueve en vaivén en un ángulo dado, como en el caso de un péndulo, se dice que oscila.

No hay comentarios:

Publicar un comentario