1 - Introducción -202002

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Análisis y Síntesis de Análisis y Síntesis de
MECANISMOS MECANISMOS
ARNOLD MARTÍNEZ
Presentado por: Presentado por:
ARNOLD MARTÍNEZ
Propósito del curso
 En este curso se explora la cinemática y la dinámica de maquinaria
con respecto a la síntesis de mecanismos para lograr los
movimientos o tareas requeridas, así como el análisis de
mecanismos para determinar su comportamiento dinámico de cuerpo
rígido.
 Estos temas son fundamentales en el tema más amplio de diseño de
máquinas. Sobre la premisa de que no se puede analizar algo hasta
que sea sintetizado dentro de su existencia, primero se explorará el
tema de síntesis de mecanismos.
 Luego se investigarán técnicas de análisis de mecanismos. Todo ello
con el propósito de desarrollar su habilidad de diseñar mecanismos
viables de solución de problemas de ingeniería no estructurados
mediante el proceso de diseño.
Contenido de la Asignatura
Cinemática de Mecanismos
 Introducción. (Descripción del programa de la asignatura).
 Fundamentos de cinemática. 
 Introducción a los mecanismos.
 Síntesis gráfica de mecanismos
 Análisis de posición (métodos gráfico y analítico)
 Análisis de velocidad (métodos gráfico y analítico)
 Análisis de aceleración (métodos gráfico y analítico)
 Síntesis analítica de mecanismos
 Levas (diseño, cinemática)
 Engranajes (trenes simples, compuestos, relaciones de transmisión y engranes planetarios)
Descripción del programa de la asignatura
1er Corte 2do Corte
3er Corte
Evaluación
 Parcial 40%
 Quices en clases 30%
 Trabajos y Talleres 30%
Bibliografía
 NORTON, Robert L. Diseño de maquinaria. Editorial McGraw Hill. Quinta 
Edición, 2016.
 Erdman, A. G., Sandor, G. N., Cera, J. D. L., & Escalona, R. Diseño de 
mecanismos: análisis y síntesis. Editorial Prentice Hall. Tercera Edición. 1998
 UICKER, John Joseph, et al. Theory of machines and mechanisms. New York: 
Oxford University Press, 2017.
 ATAURIMA ARELLANO, M. MATLAB & Simulink para Ingeniería Nivel I. 2013
Las ideas suelen acudir siempre a la cita, aunque a veces no
sean muy serias en eso de la puntualidad.
Luis Casadevall
Definiciones básicas
 Cinemática: Estudio del movimiento sin considerar las fuerzas.
 Cinética: Estudio del movimiento sin considerar las fuerzas.
Estos dos conceptos en realidad NO se pueden separar. La mayoría de 
los sistemas mecánicos dinámicos no pueden diseñarse sin considerar a 
fondo ambos temas. 
Es bastante lógico considerarlos en el orden en que aparecen puesto
que, por la segunda ley de Newton, 𝑭 = 𝑚𝒂, en general se requiere
conocer la aceleración (𝒂) para calcular las fuerzas dinámicas (𝑭)
generadas por el movimiento de la masa (𝑚) del sistema.
Un objetivo fundamental de la cinemática es crear (diseñar) los
movimientos deseados de las partes mecánicas y luego calcular
matemáticamente las posiciones, velocidades y aceleraciones que los
movimientos crearán en las partes.
Como el diseño de ingeniería implica crear sistemas libres de falla
durante su vida de servicio esperada, el objetivo es mantener los
esfuerzos dentro de límites aceptables para los materiales elegidos y
las condiciones ambientales encontradas.
Definiciones básicas
 Un mecanismo es un dispositivo que transforma
el movimiento en un patrón deseable, y por lo
general desarrolla fuerzas muy bajas y transmite
poca potencia.
 Una máquina, en general, contiene mecanismos
que están diseñados para producir y transmitir
fuerzas significativas.
Una definición útil de trabajo de un mecanismo es un sistema de elementos acomodados para
transmitir movimiento de una forma predeterminada. Ésta puede ser convertida en una
definición de una máquina si se le agregan las palabras y energía después de la palabra
movimiento.
Una consideración muy importante:
Los mecanismos, si se cargan en exceso y funcionan a bajas velocidades, en
ocasiones se pueden tratar de manera estricta como dispositivos cinemáticos;
es decir, se pueden analizar cinemáticamente sin considerar las fuerzas. Las
máquinas (y mecanismos que funcionan a altas velocidades), por otra parte,
primero deben tratarse como mecanismos, sus velocidades y aceleraciones
analizadas cinemáticamente y, posteriormente, como sistemas dinámicos en
los que sus fuerzas estáticas y dinámicas producidas por esas aceleraciones
son analizadas mediante principios de cinética.
Érase una vez…
Aplicaciones de la Cinemática
El proceso de diseño
Diseño, invención, creatividad.
 El diseño de ingeniería, el que aquí concierne, comprende estas tres
actividades y muchas otras.
 El diseño de ingeniería se ha definido como “[…] el proceso de aplicar
las diversas técnicas y principios científicos con el propósito de definir
un dispositivo, un proceso o un sistema con suficientes detalles que
permitan su realización […] El diseño puede ser simple o muy
complejo, fácil o difícil, matemático o no matemático; puede implicar
un problema trivial o uno de gran importancia”.
 No obstante, la complejidad de la materia por lo general requiere que
el estudiante disponga de un conjunto de problemas estructurados,
paso a paso ideados para esclarecer un concepto o conceptos
particulares relacionados con el tema particular.
 Con frecuencia, en la realidad adoptan la forma de: “Lo que se
necesita es un artefacto para insertar este artificio en el orificio
dentro del tiempo asignado para la transferencia de este otro
cachivache.”
El proceso de Diseño
 Antes de que cualquier sistema pueda ser analizado, debe
existir, y una hoja de papel en blanco proporciona poca
sustancia para el análisis. Así, el primer paso en cualquier
ejercicio de diseño de ingeniería es el de síntesis, que
significa conjuntar.
 El ingeniero de diseño, en la práctica, sin importar la
disciplina, continuamente enfrenta el reto de estructurar
problemas no estructurados.
 Antes de que se intente analizar la situación primero se
debe definir con cuidado el problema, mediante un método
preliminar de ingeniería, para garantizar que cualquier
solución propuesta resolverá correctamente el problema
El proceso de Diseño
1. Identificación de la necesidad
2. Investigación preliminar
3. Planteamiento de objetivo
4. Especificaciones de desempeño
5. Ideación e invención 
6. Análisis
7. Selección
8. Diseño detallado
9. Creación de prototipos y pruebas
10. Producción
Actividad 02
 Ver la película “El niño que domó el viento (2019) – (The Boy Who
Harnessed the Wind)” y participle en el foro a partir de algunas de
las siguientes preguntas, o puede iniciar un hilo nuevo:
 ¿Cual cree usted que fué el principal reto que debió superar William
Kamkwamba?
 Si usted hubiese sido parte de la comunidad de William, ¿Cuál cree usted
que hubiese sido su papel para lograr que el protagonista materializara su
idea? ¿Que cualidades suyas serían fundamentales para lograrlo? ¿Qué
defectos suyos cree usted que debe superar para no morir en el intento?
 ¿Cuan valioso es para usted la educación que ha recibido hasta el
momento?
 Escoja un problema de su zona y argumente lo siguiente: ¿Cómo puedo
contribuir a solucionarlo desde lo que he aprendido hasta el momento?,
¿Que recursos necesito para hacerlo?
 ¿Se considera usted una persona creativa? ¿Cuáles son los principales
obstáculos que te impiden serlo aún más?
Pd: Requisitos del foro: Cada estudiante debe al menos comentar 2 respuestas a sus
compañeros. Entre mayor debate se genere mayor puntaje tendrá la participación.
Bonus
¿Podemos escapar a la Obsolescencia Programada?
¡GRACIAS!