Juntas o Pares Cinemáticos, Clasificación y Tipos

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Juntas o Pares Cinemáticos, Clasificación y Tipos

Definición

El término ‘Par cinemático’ puede definirse como la unión móvil de dos cuerpos o elementos, cuyo movimiento relativo queda mutuamente limitado. Un conjunto de piezas rígidamente unidas entre sí constituye un eslabón de un mecanismo.

Movimientos

En un mecanismo plano, cada eslabón, considerado aisladamente, puede poseer tres movimientos independientes: dos de traslación, según los ejes ‘x’ e ‘y’ de un sistema de coordenadas libremente elegido en el plano del mecanismo, y uno de rotación alrededor de un eje ‘z’, perpendicular a dicho plano. En el espacio, un eslabón puede poseer seis movimientos independientes.

A cada uno de los movimientos independientes que puede efectuar un cuerpo se le llama grado de libertad.

Restricciones

Al formar un par cinemático los eslabones pierden la posibilidad de efectuar ciertos movimientos, y el número de grados de libertad de los mismos disminuye. Las limitaciones introducidas en el movimiento relativo de estos eslabones se denominan condiciones de enlaces.

Clasificación

Los pares cinemáticos se dividen en clases, según el número de grados de libertad que poseen. El par se considera de primera clase si dispone de un grado de libertad, de segunda clase si dispone de dos grados de libertad y así sucesivamente.

• Por el tipo de contacto entre los elementos, de línea, de punto o de superficie.
• Por el número de grados de libertad permitidos en la junta.
• Por el tipo de cierre físico de la junta: cerrada por fuerza o por forma.
• Por el número de eslabones unidos (orden de la junta).

La conexión entre una banda y su polea, entre una cuerda y un tambor o entre una cadena y el sprocket. Solamente existen seis (6) pares cinemáticos que son de bajo par, a saber:

• Revoluta (R) Permite solamente rotación (un grado de libertad) 
• Prismática (P) Permite movimiento relativo de deslizamiento (un grado de libertad) 
• Hélice (H) Rotación relacionada con el ángulo de la hélice (un grado de libertad) 
• Cilíndrica (C) Permite rotación y deslizamiento (dos grados de libertad) 
• Esférico o Globular (S) Permite la rotación angular sobre los tres ejes coordenados (tres grados de libertad) 
• Plano (Pl) Puede girar y trasladarse sobre un plano (tres grados de libertad) 

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Tipos De Juntas O Uniones

En dos dimensiones:

Para mecanismos planos, es decir, que ejecutan un movimiento en el plano, algunos ejemplos de pares cinemáticos son:

• La articulación, que elimina el desplazamiento de traslación relativo de dos sólidos obligando permanentemente a que dos puntos geométricos de los dos sólidos ocupen continuamente la misma posición. Sin embargo, la articulación no impide la reorientación o giro relativo de un sólido respecto al otro.
• La guía corredera, que elimina un grado de libertad de traslación y la posibilidad de reorientación de un sólido respecto a otro.

En tres dimensiones:

Más en general se tiene:

• La articulación cilíndrica, que elimina todos los grados de libertad excepto la posibilidad de rotación de un sólido respecto al otro alrededor de un cierto eje de giro, elimina cinco grados de libertad.
• La rótula esférica, que permite cualquier giro o cambio de orientación de un sólido respecto a otro, pero impide su traslación relativa, por lo que siempre un punto geométrico de ambos sólidos es común, elimina tres grados de libertad.
• Guía deslizante cilíndrica, permite la traslación relativa y el giro alrededor de un eje, elimina por tanto cuatro grados de libertad.
• Guía deslizante no cilíndrica, permite la traslación relativa según un eje pero no el giro alrededor del mismo, elimina por tanto cinco grados de libertad.
• La soldadura elimina todos los grados de libertad de un sólido respecto a otro, por lo que dos sólidos soldados cinemáticamente pueden considerarse un único sólido, es decir, elimina seis grados de libertad.

Conceptos

• Manivela: como un eslabón que realiza una revolución completa y está pivotada a la bancada.
• Balancín: como un eslabón que tiene rotación oscilatoria (de vaivén) y está pivotado a la bancada.
• Acoplador (o biela): como un eslabón que tiene movimiento complejo y no está pivotado a la bancada.
• Bancada: se define como cualquier eslabón o eslabones que están fijos (inmóviles) con respecto al marco de referencia.

Dibujo De Diagramas Cinemáticos

El análisis de mecanismos requiere que se dibujen diagramas cinemáticos claros, simples y esquemáticos de los eslabones y juntas con los que están formados dichos mecanismos.

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