ELEMENTOS DE MECANISMOS

CENTRO DE ESTUDIOS TECNOLÓGICOS INDUSTRIAL Y DE SERVICIOS NO. 36

Sistema Abierto de Educación Tecnológica Industrial

SAETI

MECANICA 4° TRIMESTRE

Materia: ELEMENTOS DE MECANISMOS

Tema I: Conceptos fundamentales de los elementos mecánicos

Subtema: 1.1 Generalidades

Temas específicos:

1.1.1 Definición de elemento mecánico

1.1.2 Grados de libertad

Bibliografía:

http://es.wikipedia.org/wiki/Grado_de_libertad_(ingenier%C3%ADa)

http://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2011/03/elementos-de-mc3a1quinas-y-sistemas.pdf

1.1.1 Definición de elemento mecánico

Un mecanismo: Se puede definir como un dispositivo que transforma el movimiento según un esquema deseable y que desarrolla fuerzas de baja intensidad y transmite poca potencia. Ejemplo: Sombrilla, lámpara de escritorio. Un mecanismo es un conjunto de elementos, conectados entre sí por medio de articulaciones móviles y cuya misión es:

- Transformar una velocidad en otra velocidad

- Transformar una fuerza en otra fuerza

- Transformar una trayectoria en otra diferente o

- Transformar un tipo de energía en otro tipo distinto

Según el número de elementos, los mecanismos se pueden clasificar como:

- Simples : si tienen dos elementos de enlace

- Complejos : si tienen más de dos elementos de enlace

A partir de aquí definimos sistema mecánico

- Un sistema mecánico o maquina es una combinación de mecanismos que transforma velocidades, trayectorias, fuerzas o energías mediante una serie de transformaciones intermedias.

Los movimientos que puede describir un elemento de un mecanismo son:

- Movimiento rectilíneo: en un único sentido.

- Movimiento alternativo: o movimiento de vaivén.

- Movimiento circular o de rotación.

Los mecanismos (y por extensión los sistemas mecánicos) constan de los siguientes elementos básicos.

1 Sistema motriz o sistema de entrada: recibe la energía de entrada, la cual será transformada o transmitida. En un automóvil seria el motor.

2 Sistema transmisor: Medio que permite modificar la energía o el movimiento proporcionado por el sistema motriz. En un automóvil este sistema estaría compuesto por ejes de transmisión, embragues, caja de cambios, etc.

3 Sistema receptor o sistema de salida: realiza el trabajo con la salida que le proporciona el sistema transmisor, y es el objetivo del sistema mecánico. En un automóvil este sistema estaría compuesto por las ruedas motrices.

1.1.2 Grados de libertad

El grado de libertad (GDL) de un sistema es el número de parámetros independientes que se necesitan para definir unívocamente la posición de un sistema mecánico en el espacio en cualquier instante. Así, un cuerpo rígido en el plano posee 3 grados de libertad. Por ejemplo: 2 longitudes y un ángulo.

Un rígido en el espacio posee 6 GDL. Por ejemplo: 3 longitudes y 3 ángulos.

El número de grados de libertad en ingeniería se refiere al número mínimo de parámetros que necesitamos especificar para determinar completamente la velocidad de un mecanismo o el número de reacciones de una estructura.

Más concretamente, los grados de libertad son el número mínimo de velocidades generalizadas independientes necesarias para definir el estado cinemático de un mecanismo o sistema mecánico. El número de grados de libertad coincide con el número de ecuaciones necesarias para describir el movimiento. En caso de ser un sistema holónomo, coinciden los grados de libertad con las coordenadas independientes.

En mecánica clásica y lagrangiana, la dimensión d del espacio de configuración es igual a dos veces el número de grados de libertad GL, d = 2·GL.

1.1.3 Contextualización de los efectos internos de los elementos mecánicos (esfuerzo, par y flexión)

Esfuerzos mecánicos

Tracción: esfuerzo a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo, aumentando su longitud y disminuyendo su sección.

Compresión: esfuerzo a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a comprimirlo, disminuyendo su longitud y aumentando su sección.

Flexión: esfuerzo que tiende a doblar el objeto. Las fuerzas que actúan son paralelas a las superficies que sostienen el objeto. Siempre que existe flexión también hay esfuerzo de tracción y de compresión.

Cortadura: esfuerzo que tiende a cortar el objeto por la aplicación de dos fuerzas en sentidos contrarios y no alineados. Se encuentra en uniones como: tornillos, remaches y soldaduras.

Torsión: esfuerzo que tiende a retorcer un objeto por aplicación de un momento sobre el eje longitudinal. .

La estática es la rama de la mecánica clásica que analiza las cargas (fuerza, par / momento) y estudia el equilibrio de fuerzas en los sistemas físicos en equilibrio estático, es decir, en un estado en el que

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