Cinemática de mecanismos planos. Teoría y problemas resueltos

Abstract

El presente manual se presenta como resultado de diez años impartiendo la asignatura Mecanismos y Máquinas en la Escuela de Ingenierías Industriales de la Universidad de Extremadura. Este manual se dedica al análisis de mecanismos, abordando el estudio cinemático de los mismos. Aunque existen muchos manuales dedicados al estudio cinemático de mecanismos, existe un cierto vacío en lo que se refiere a textos que, abordando todos los aspectos introductorios básicos de la cinemática del sólido rígido, apliquen al mismo tiempo los conceptos presentados sobre una extensa colección de mecanismos, abordando tanto la resolución gráfica del problema como sobre todo la resolución analítica para cualquier posición. Se ha realizado así un manual que intenta integrar los distintos enfoques prácticos para la resolución cinemática de un mecanismo plano, primando la sencillez y la didáctica en la selección de contenidos tanto teóricos como aplicados. Por un lado, se presenta en cada mecanismo un método analítico que permite obtener una expresión matemática de las variables de posición, velocidad y aceleración de los eslabones de salida en función de las variables que describen el movimiento de los eslabones de entrada. Por otro lado, puesto que en ocasiones los métodos analíticos son poco intuitivos, se presenta también la interpretación vectorial en términos de las ecuaciones de cinemática del sólido rígido en la resolución de todos los casos prácticos, apoyándose en muchas ocasiones en métodos gráficos para comprender el movimiento en posiciones concretas.

This manual is the result of ten years of teaching the subject Mechanisms and Machines at the School of Industrial Engineering of the University of Extremadura. This manual is dedicated to the analysis of mechanisms, addressing the kinematic study of them. Although there are many manuals dedicated to the kinematic study of mechanisms, there is a certain gap in terms of texts that, while addressing all the basic introductory aspects of the kinematics of the rigid solid, apply at the same time the concepts presented on an extensive collection of mechanisms, addressing both the graphic resolution of the problem and above all the analytical resolution for any position. Thus, a manual has been created that tries to integrate the different practical approaches for the kinematic resolution of a flat mechanism, giving priority to simplicity and didactics in the selection of both theoretical and applied contents. On the one hand, it is presented in each mechanism an analytical method that allows to obtain a mathematical expression of the variables of position, speed and acceleration of the output links according to the variables that describe the movement of the input links. On the other hand, since sometimes the analytical methods are not very intuitive, it is also presented the vector interpretation in terms of kinematics equations of the rigid solid in the resolution of all cases, often relying on graphical methods to understand the movement in specific positions.