Un eslabón es uno de los cuerpos o miembros rígidos que están conectados entre sí para formar una cadena cinemática. El término "eslabón rígido" o, a veces, simplemente "eslabón" es un concepto idealizado que se utiliza para estudiar mecanismos que no tienen en cuenta pequeñas deformaciones causadas por tensiones en los componentes de la máquina. Las bielas completamente rígidas o inextensibles sólo pueden existir como modelos de libro de texto de componentes reales de máquinas. Para una pieza de máquina típica, la variación dimensional máxima es sólo una milésima parte de la longitud de la pieza. Tenemos razones para ignorar movimientos tan pequeños cuando consideramos las características de movimiento mucho más grandes de la mayoría de los mecanismos. El término "biela" se utiliza en un sentido amplio para incluir levas, engranajes y otros componentes de la máquina además de manivelas, bielas y otros componentes conectados por pasadores.
Relación
Un acoplamiento conecta un cuerpo rígido o componentes rígidos entre sí para formar una cadena cinemática (un sistema de componentes que pueden moverse entre sí). La idea de que los miembros rígidos a veces son sólo conexiones es una idealización utilizada en estudios mecánicos, y sus pequeñas deflexiones no se tienen en cuenta debido a la fatiga excesiva en la construcción de la máquina. Una conexión ideal rígida o inextensible sólo puede considerarse un modelo de componente mecánico que cumpla con el código. Para una pieza de máquina típica, la variación dimensional máxima es una dimensión normal que es una milésima parte de la longitud de la pieza. Cuando consideramos las características de movimiento más grandes de la mayoría de los equipos mecánicos, hay muchas razones para ignorar este pequeño movimiento. El término biela se utiliza generalmente para referirse a levas, engranajes y otros componentes mecánicos distintos de manivelas, bielas y otras ramas atornilladas.
Marco básico
Los eslabones fijos o estacionarios del mecanismo se denominan marcos. Cuando no hay eslabones fijos reales, podemos considerar que un eslabón está fijo y determinar el movimiento de los demás eslabones con respecto a él. Por ejemplo, en motores de automóviles. Aunque el coche esté en marcha, el bloque del motor se considera el bastidor.
Marco rígido
Las conexiones fijas o inamovibles en un dispositivo mecánico se denominan marcos rígidos. Cuando no hay enlaces que realmente sean fijos, podemos pensar en un enlace que, si bien es fijo, restringe el movimiento de otros enlaces relacionados con él. Por ejemplo, en motores de automóviles. El bloque del motor se considera un marco rígido, aunque el coche pueda estar en movimiento.
Grados de libertad (movilidad)
El número de grados de libertad de un vínculo es el número de independencia necesaria para especificar la posición de cada vínculo con respecto al marco o vínculo fijo. El número de grados de libertad de un vínculo también puede denominarse movilidad. Un sistema tiene un grado de libertad si su configuración instantánea puede definirse completamente especificando una variable independiente. La mayoría de las instituciones prácticas tienen cierto grado de libertad.
Un cuerpo rígido sin restricciones tiene seis grados de libertad: traslación en tres direcciones coordenadas y rotación alrededor de tres ejes coordenados. Si un objeto está obligado a moverse en un plano, tiene tres grados de libertad: traslación en dos direcciones de coordenadas y rotación en el plano.
Grados de libertad (flexibilidad)
El número total de grados de libertad de las articulaciones es el número total de grados de libertad no restringidos que se necesitan para determinar la posición de cada articulación con respecto a una articulación rígida. marco o junta fija. Al número total de grados de libertad se le puede llamar flexibilidad. Si una configuración instantánea del sistema se puede definir completamente especificando una variable no restringida, entonces el sistema tiene un grado de libertad. La mayoría de las máquinas de aplicación tienen grados de libertad.
Un cuerpo rígido no controlado tiene seis grados de libertad: transformación alrededor de tres ejes de coordenadas en tres direcciones de coordenadas. Si un cuerpo rígido está obligado a moverse en un plano horizontal, tiene tres grados de libertad: dos direcciones coordenadas en el plano horizontal y transformación en rotación.
Pares Inferiores y Superiores
La conexión entre cuerpos rígidos consta de pares de elementos inferiores y superiores. Los dos elementos del par inferior están teóricamente en contacto superficial, mientras que los dos elementos del par superior están en contacto teórico de punto o línea (si no consideramos la deflexión). El par inferior consta de una conexión giratoria o de pasador, como un eje en un cojinete o un pasador de pistón que conecta un pistón a una biela. Si se ignora el espacio libre, se puede considerar que dos elementos conectados por un pasador tienen el mismo movimiento en el centro del pasador. Otros pares inferiores básicos incluyen esferas, cilindros, prismas, espirales y planos. Ejemplos de pares altos incluyen un par de engranajes o levas de disco y ruedas motrices. La articulación del corvejón es una combinación de dos articulaciones bajas.
Par bajo y par alto (dualidad cara a cara y dualidad línea-punto)
La conexión entre cuerpos rígidos consta de componentes de par bajo y par alto. Las dos partes inferiores tienen un contacto superficial teórico entre sí, mientras que las dos partes superiores tienen un contacto teórico puntual o lineal (si no se tienen en cuenta las desviaciones).
El par inferior consta de una camisa o una conexión de pasador (perno), como un eje en un cojinete o un pasador de pistón en un pistón o biela. Si no se considera el espacio libre, se puede considerar que las dos partes unidas por el pasador tienen el mismo movimiento en el centro del pasador. Otros pares inferiores básicos incluyen esferas, cilindros, prismas, espirales y planos. Ejemplos de pares altos incluyen un par de engranajes o una leva de disco, etc. La junta universal es una combinación de dos juntas bajas.