RESOLUCIÓN Y COMPOSICIÓN

Si se conocen la velocidad de un punto y la dirección de la velocidad de otro punto cualquiera de un cuerpo, puede obtenerse la velocidad de otro punto cualquiera de ese cuerpo, resolviendo el vector de velocidad conocido en componentes a lo largo y perpendicular a la línea que une los estos puntos y haciendo una de las componentes de la velocidad del otro punto igual a la componente a lo largo de la línea. La otra componente de esta velocidad será perpendicular a la línea.
La validez de este procedimiento es aparente cuando se piensa que, en un cuerpo rígido, la distancia entre los dos puntos permanece constante y que la componente de velocidad a lo largo de la línea que une estos puntos debe ser la misma en cada punto.

MÉTODOS GRÁFICOS

Existen cuatro métodos gráficos usados comúnmente para obtener las velocidades de los cuerpos, estos métodos son:
a. resolución y composición
b. eje instantáneo de velocidad
c. centros
d. velocidad relativa o polígono de velocidades.
Cada uno de los métodos tiene sus ventajas. Ciertos problemas pueden resolverse por cualquiera de los métodos listados, mientras que otros, en cambio, solamente pueden resolverse con rapidez, siguiendo uno de los métodos en particular.
Existen casos en donde el problema puede resolverse mejor por una combinación de métodos.
Como regla general, los métodos de resolución y composición y eje instantáneo de velocidad, dan resultados en forma rápida. El método de eje instantáneo de velocidad es una versión simplificada del método de centros.
Por otra parte, el método de velocidad relativa o polígono de velocidades, puede emplearse prácticamente en la solución de todos los problemas y es con probabilidad el más deseable.

VELOCIDADES DE MÁQUINAS

Si el movimiento de un cuerpo es de traslación, las velocidades de todas las partículas que lo componen son iguales y paralelas; de aquí que sea necesario conocer la velocidad de una partícula solamente para hallar la velocidad de otra partícula cualquiera. Si el cuerpo tiene otro tipo de movimiento, es necesario tener datos suficientes para determinar la velocidad de cualquier parte del cuerpo.
Los casos principales donde se analiza la velocidad de un cuerpo rígido, o de un grupo de tales cuerpos son:
a. dos o más puntos pertenecientes a un mismo cuerpo
b. puntos en dos o más cuerpos unidos por juntas de pivote
c. puntos sobre cuerpos que ruedan en contacto
d. puntos sobre cuerpos que ruedan deslizándose.
En las máquinas, las velocidades pueden determinarse en forma analítica o gráfica. Con frecuencia, un estudio del tipo analítico resulta muy complicado y, en ciertos casos imposible. Los análisis gráficos son más directos, menos complicados y generalmente suficientemente precisos.

MANIVELAS

Una manivela puede definirse, de una manera general, como un brazo que gira con respecto a un eje. Cuando dos manivelas que están en el mismo eje se conectan rigidamente entre sí, se aplica a la combinación el nombre de palanca, particularmente cuando el movimiento oscila dentro de un ángulo relativamente pequeño.
Los dos brazos de una palanca pueden formar cualquier ángulo entre sí desde 180º hasta 0º. Cuando el ángulo entre los dos brazos es menor de 90º, a menudo se le llama palanca acodada o acodillada, y cuando el ángulo es mayor de 90º, se le llama balancín o palanca de vaivén.
Una manivela puede ser considerada como una pieza rígida que conecta a un miembro de un par de elementos cilíndricos con otro miembro de otro par.
Se supone que el eje de un par está estacionario, y que el eje de otro par es obligado por la manivela a moverse en una trayectoria circular con respecto al eje estacionario.

PARES CINEMÁTICOS

Con objeto de obligar a cuerpo a moverse en una trayectoria definida, debe de estar emparejado con otro, cuya forma está determinada por la naturaleza del movimiento relativo de los dos cuerpos. Los pares cinamáticos son una conexión móvil entre dos eslabones y permiten movimiento relativo entre los eslabones de un mecanismo. Los pares cinemáticos se dividen en superiores e inferiores.

Pares inferiores: si un elemento no solamente forma la envolvente del otro, sino que además lo encierra, siendo geométricamente idénticas las formas de los elementos, una una de ellas sólida o llena, y la otra hueca o abierta, tenemos lo que se llama un par inferior. En un par tal, existe contacto superficial entre los dos miembros.

Pares superiores: son aquellos pares en donde los elementos están en contacto según una línea o un punto. Son ejemplos de estos pares los rodamientos a bolas o baleros.

MODOS DE TRANSMISIÓN

Si no se considera la acción de las fuerzas naturales de atracción y de repulsión, una pieza no puede mover a otra a no ser que las dos estén en contacto o conectadas entre sí por medio de algún cuerpo intermedio que sea capaz de comunicar el movimiento del uno al otro. Así, pues, el movimiento puede transmitirse del impulsor (pieza de un mecanismo que causa movimiento) al impelido (pieza que efectúa el movimiento) por contacto directo, ya sea resbalando o rodando, o por medio de conectores intermedios, que pueden ser rígidos, flexibles o fluidos.
Si un conector intermedio es rígido, se le llama eslabón o barra, y puede empujar o tirar, tal como la biela de una máquina de vapor. Se necesitan pivotes u otras juntas para conectar la barra al impulsor y al impelido.
Si el medio de conexión es flexible, se le llama banda, la que se supone inextensible, y es capaz de transmitir solamente tirando.
Un fluido confinado en un receptáculo apropiado puede servir también como medio de conexión, como en el caso de una prensa hidráulica.

MECANISMO

Un mecanismo es una combinación de cuerpos rígidos dispuestos de tal manera, que el movimiento de uno obligue a los otros a moverse, de acuerdo con una ley que depende de la naturaleza de la combinación.
A menudo, se usan como sinónimos los términos mecanismo y máquina, pero, en realidad, la combinación es un mecanismo cuando se usa para transmitir o modificar movimiento, y una máquina si se transfiere energía o se ejecuta trabajo.
La combinación de una manivela y una biela con guias y bastidores, en una máquina de vapor, es un mecanismo, puesto que se convierte un movimiento recíproco (rectilíneo) en movimiento circular. Con objeto de que se convierta en una máquina, es necesario adicionar otros mecanismos (engranes, válvulas, etc) de manera que la energía del vapor se convierta en trabajo útil.
Así, una máquina es una serie de mecanismos, pero no necesariamente un mecanismo es una máquina.

MÁQUINA

Una máquina es una combinación de cuerpos resistentes dispuestos de tal modo que por medio de ellos puedan obligarse las fuerzas de naturaleza mecánica a producir algún efecto o trabajo, acompañados de ciertos movimientos determinados.
Ninguna máquina puede moverse por sí misma, ni puede crear una fuerza motriz; esta fuerza debe derivarse de fuentes externas.
En general, puede decirse que una máquina es un conjunto de partes interpuestas entre la fuente de fuerza y el trabajo, con el objeto de adaptar la una al otro. Cada una de las piezas de una máquina, o se mueve o contribuye a guiar a alguna otra de las piezas en su movimiento.
Las manivelas, palancas, crucetas, levas, engranes, cables, cadenas, bandas, poleas, ruedas, émbolos, bielas, etc, son formas de las partes que pueden encontrarse en una máquina.

FUERZA Y MOVIMIENTO

La ciencia de los mecanismos trata de las leyes que gobiernan el movimiento de las partes de una máquina y las fuerzas transmitidas por estas partes.
Al diseñar o estudiar el diseño de una máquina, se debe tener en cuenta que la naturaleza de los movimientos no depende de la resistencia o de las dimensiones de las partes en movimiento.
Por lo tanto, la fuerza y el movimiento pueden considerarse por separado, dividiendo así la ciencia de los mecanismos en dos partes:
a. Cinemática, que trata del movimiento y formas de las partes de una máquina, y la manera de soportarlas y guiarlas, independientemente de su resistencia.
b. Diseño de Máquinas, que se refiere al cálculo de las fuerzas que actúan sobre las diferentes partes de la máquina; la selección de los materiales bajo la base de resistencia, durabilidad, y otras propiedades físicas que que tengan por objeto soportar estas fuerzas, teniéndose también en cuenta la conveniencia para las reparaciones y las facilidades para su reparación.