CADENA CINEMÁTICA- PARTE 1Online version
by Jesús Martínez Gamboa
MECANICA
MECÁNICA
Mecánica es la rama del análisis científico que se ocupa de los movimientos, el tiempo y las fuerzas, y se divide en dos partes: estática y dinámica. Como se ilustra en la figura, la dinámica también es constituida por dos disciplinas generales: la cinemática y la cinética.
Existe una analogía directa entre los términos estructura, mecanismo y máquina. El término estructura es a la estática, lo que el término mecanismo es a la cinemática y el término máquina es a la cinética.
MECANICA
Eslabón (Link)
Aquí se usará la palabra eslabón para designar una pieza de una máquina o un componente de un mecanismo. Se supondrá que un eslabón es completamente rígido y que no posee espesor.
Los eslabones de un mecanismo se deben conectar entre sí de una manera tal que transmitan movimiento del impulsor, o eslabón de entrada, al seguidor, o eslabón de salida. Estas conexiones, articulaciones entre los eslabones, se llaman pares cinemáticos (o simplemente pares)
Cuando varios eslabones están conectados móvilmente por medio de pares cinemáticos, se dice que constituyen una cadena cinemática.
Cadena cinemática
Si cada eslabón de la cadena se conecta por lo menos con otros dos, ésta forma uno o más circuitos cerrados y, en tal caso, recibe el nombre de cadena cinemática cerrada.
Si hay un eslabón con un punto de conexión libre, la cadena se llama abierta.
Cuando no se hace especificación alguna, se supone que la cadena es cerrada.
CADENA CINEMÁTICA
CADENA CINEMÁTICA
Se denomina cadena cinemática al conjunto de elementos que producen movimiento y proporcionan al mismo fuerza para ejecutar otro.
En un vehículo automóvil se denomina cadena cinemática al conjunto de elementos que producen movimiento y proporcionan al mismo fuerza de tracción trasladando este movimiento a las ruedas motrices.
Podemos a su vez dividir la cadena cinématica en dos partes fundamentales:
•El motor,
•el sistema de transmisión. Formado por:
–el embrague,
–la caja de cambios o caja de velocidades,
–el eje de transmisión,
–el grupo cónico-diferencial, formado por un grupo cónico y un diferencial, y
–los palieres o semiárboles,
–las ruedas motrices.
CADENA CINEMÁTICA
Con base en el tipo de movimiento, se determinará el nombre de cada eslabón como sigue:
Bancada (Frame)
Es el eslabón fijo de un mecanismo.
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Manivela (Crank)
Eslabón con un eje de rotación fijo, el cual describe un movimiento de rotación completa.
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Biela (Coupler)
Este eslabón no posee ejes de rotación fijos en ningún punto y tiene movimiento plano general. Este eslabón, también llamado acoplador, comúnmente conecta a los eslabones de entrada y salida.
Balancín (Rocker)
Eslabón que oscila un cierto ángulo y regresa su dirección, en un cierto intervalo, alrededor de un eje de rotación fijo.
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Corredera (Slider)
Eslabón que posee un movimiento de traslación a lo largo de la bancada.
Collarín (Slider)
Eslabón que se desliza a lo largo de un eslabón móvil.
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Par cinemático (Joint)
Es una conexión móvil entre dos eslabones y permite movimiento relativo entre los eslabones de un mecanismo. Se dividen en superiores e inferiores
Pares cinemáticos inferiores
El par giratorio o revoluta sólo permite rotación relativa y, por consiguiente, posee un grado de libertad. Con frecuencia, este par se denomina articulación de pasador o de espiga.
EL par prismático sólo permite movimiento relativo de deslizamiento o traslación y, por ende, se denomina casi siempre articulación de deslizamiento. También posee un solo grado de libertad.Es una conexión móvil entre dos eslabones y permite movimiento relativo entre los eslabones de un mecanismo. Se dividen en superiores e inferiores
Pares cinemáticos inferiores
El par giratorio o revoluta sólo permite rotación relativa y, por consiguiente, posee un grado de libertad. Con frecuencia, este par se denomina articulación de pasador o de espiga.
EL par prismático sólo permite movimiento relativo de deslizamiento o traslación y, por ende, se denomina casi siempre articulación de deslizamiento. También posee un solo grado de libertad.
CADENA CINEMATICA
CADENA CINEMÁTICA
El par de tornillo o par helicoidal cuenta con un solo grado de libertad porque los movimientos de deslizamiento y rotación están relacionados por el ángulo de hélice de la rosca. Por tanto, la variable del par se puede elegir como "x" o "q", pero no ambas. Nótese que el par de tornillo se convierte en una revoluta si el ángulo de hélice es cero, y en un par prismático si dicho ángulo se hace 90º.
El par cilíndrico permite tanto rotación angular como un movimiento de deslizamiento independiente. Por consiguiente, el par cilíndrico tiene dos grados de libertad.
El par globular o esférico es una articulación de rótula. Posee tres grados de libertad, una rotación alrededor de cada uno de los ejes coordenados.
El par planar rara vez se encuentra en los mecanismos en su forma no disfrazada. Tiene tres grados de libertad.
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Pares cinemáticos superiores
Todos los demás tipos de articulaciones que se conocen. Ej:
§Dientes de engranes acoplados §Una rueda que va rodando sobre un riel §Una bola que rueda sobre una superficie plana §Una leva que hace contacto con su seguidor de rodillo. §pares envolventes: •Conexión entre una banda y una polea •Conexión entre una cadena y una catalina •Entre un cable y un tambor.CADENA CINEMATICA
CADENA CINEMATICA
Diagramas cinemáticos (Kinematic diagrams)
Para el análisis del movimiento de una máquina, es frecuentemente difícil visualizar el movimiento de los componentes de un dibujo de ensamble completo.
Es más fácil representar las piezas en forma de esqueleto, tal que sólo las dimensiones que influyen en el movimiento del mecanismo son mostradas.
Los bosquejos de mecanismos son frecuentemente referidos como diagramas cinemáticos.
El propósito de estos diagramas es similar a un esquema de un circuito eléctrico o diagramas de tuberías, en que representan variables que afectan la función principal del mecanismo.