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1. DISEÑO DE MECANISMOS
2024-A
UNIVERSIDAD DE IBAGUE
FACULTAD DE INGENIERÍA
Msc. Ing. Darío Alfonso Martínez Leal
dario.martinez@unibague.edu.co

2. Teoría de Máquinas y Mecanismos
Conceptos fundamentales
• Mecanismo vs máquina: Se denomina mecanismo cuando en su
análisis solo se incluye movimiento. Se denomina máquina, cuando
interviene la transmisión de fuerza
• Actuadores: Pueden ser rotativos (motor eléctrico de CC o CA,
motores paso a paso…), lineales (cilindros hidráulicos o
neumáticos…), manuales (Manivelas, palancas…), de energía
almacenada (volantes de inercia, muelles…).
• Tipología de mecanismos: según la naturaleza de las partes que los
componen (levas, engranajes, tornillos, elementos flexibles, barras…)
• ¿Qué incluye el Diseño de Mecanismos?
– Proceso complejo que incluye el análisis y la síntesis, además de grandes dosis de
capacidad creativa (artística…)
– Análisis: tiene como misión entender el funcionamiento de un mecanismo dado,
obteniendo sus características.
– Síntesis: tiene por objeto la concepción del mecanismo que verifique los requisitos
de funcionamiento.

3. • 1.Definición de la función que debe realizar el mecanismo y
especificaciones de diseño
• 2.Síntesis estructural:
– Síntesis de tipo: Elección del tipo de mecanismo apropiado (depende fuertemente de
la experiencia del diseñador). Hay que elegir el tipo de estructura cinemática (levas,
engranajes, barras, una combinación…)
– Síntesis de número: Obtención de los distintos mecanismos posibles con un número
determinado de elementos. La tabulación de familias de mecanismos permite
comparar mecanismos de similar grado de complejidad.
• 3. Síntesis dimensional, obtención de las dimensiones principales
• 4. Comprobación mediante los análisis cinemáticos y dinámicos
pertinentes
– Comprobación de trayectorias, ángulos de transmisión, cálculos de velocidades y
aceleraciones…
– Comprobación de las fuerzas requeridas para accionar el mecanismo, fuerzas de
inercia que aparecen, etc.
Diseño de Mecanismos

4. Conceptos fundamentales
• Cadena cinemática: conjunto de eslabones
interconectados a través de los cuales se transmite
movimiento
• Eslabón: cuerpo rígido que posee al menos dos nodos
• Nodo: punto de unión con otros eslabones. El número de
nodos le da su nombre al eslabón:
– Binario = dos nodos, Terciario = tres nodos, Cuaternario = cuatro
nodos, etc.

5. Conceptos fundamentales
• Junta o Par cinemático: conexión entre dos o más eslabones la cual
permite algún movimiento o movimiento potencial entre los eslabones
conectados. Se representan con letras.
Los pares pueden clasificarse de varios modos :
– Por el número de grados de libertad (GDL)
– Por el tipo de contacto entre los elementos.
– Por el tipo de cierre del par cinemático.
– Por el número de eslabones conectados u orden del par cinemático.
• Grado de libertad: número de parámetros independientes que se
necesitan para definir unívocamente su posición en el espacio en cualquier
instante.
– En el plano se requiere de tres parámetros (GDL): dos coordenadas lineales (x,y) y una
coordenada angular (α ).
– En el espacio se requiere de seis GDL: tres distancias (x,y,z) y tres ángulos (α ,β ,γ ).
( ) 2
1
2
1
3 J
J
L
GDL −

−
−
=

6. El Diagrama Cinemático
Importancia y ejemplos
ANIMACION

7. ANIMACIÓN
El Diagrama Cinemático
Importancia y ejemplos

8. ANIMACIÓN
El Diagrama Cinemático
Importancia y ejemplos

9. ANIMACIÓN
El Diagrama Cinemático
Importancia y ejemplos

10. ANIMACIÓN
El Diagrama Cinemático
Importancia y ejemplos

11. Tipos de juntas y Grados de Libertad

12. Juntas o par cinemático
Clasificación por el tipo de superficies en contacto.
• Par cinemático inferior: contacto superficial.
• Par cinemático superior: contacto sobre una línea o un punto.
Clasificación por el tipo de cierre cinemático.
✓ De forma: su forma permite la unión o el cierre:
✓ De fuerza: requiere de una fuerza externa para mantenerse en contacto o cierre.

13. Elementos o eslabones: Clasificación

14. 1
2
3
4
5
6
7
8
L= 8
J1=10
J2=0
Nomenclatura
2 GDL
1
1
1
A
B
C
D
E
F
G
H
✓ Los eslabones se designan con un
número (preferiblemente siguiendo
la secuencia de la cadena
cinemática)
✓ Los nodos se designan con letras
( ) 2
1
2
1
3 J
J
L
GDL −

−
−
=
GDL=1

15. Representación real
Diagrama Cinemático
y nomenclatura

17. ESLABONES SEGÚN TIPO DE MOVIMIENTO
2
3
4
1
5
6
1 – Eslabón fijo
2 – Manivela
3 – Biela o acoplador
4 – Corredera o traslación
5 – Biela o acoplador
6 – Balancin
Animación

18. Curvas de acoplador en un
mecanismo de cuatro barras
2
1
3 4
Animación
Origin

19. Inversión Cinemática
Animación
Animación
Animación
Animación
SEIS BARRAS

20. Condición de Grashof
Manivela-Balancín
Manivela-Balancín
Doble Manivela
Doble Balancín
S
S
S S
L
L L
L
P
P
P
P
Q
Q
Q
Q

21. REGLAS DE TRANSFORMACIÓN
Cuatro Barras Transformado

23. PARADOJAS

24. MOVIMIENTO
INTERMITENTE

37. GENEVA