PAR CINEMATICOSe llaman pares cinemticos a las formas geomtricas mediante las cuales se unen dos eslabones de un mecanismo de manera que el movimiento relativo entre ambos sea consistente, como se muestra en la figura 1

FIGURA 1Clasicacin de pares cinemticos en cuanto al nmero de grados de libertad del movimiento relativo entre los elementos. En esta Clasicacin, existen dos condiciones que imponen un lmite superior e inferior al nmero de grados de libertad, esas condiciones son: El par cinemtico debe permitir movimiento relativo entre los elementos. Por lo tanto, debe existir al menos un grado de libertad en el movimiento relativo Los elementos, y consecuentemente los eslabones unidos por el par, deben permanecer en contacto. De aqu que deba existir como mximo cinco grados de libertad en el movimiento relativo entre los eslabones.Una vez que se han determinado los lmites superior e inferior del nmero de grados de libertad del movimiento relativo que permite un par cinemtico, es posible clasificarlos de forma exhaustiva. En base a estos fundamentos es posible clasificar a los pares cinemticos en base al nmero de grados de libertad del movimiento relativo que permiten entre los eslabones. Clasicacin de Pares Cinemticos en Base a los Grados de Libertad del Movimiento Permitido Entre los Eslabones.Pares Cinemticos de Clase I. Numero de grados de libertad del movimiento 1. Nmero de grados de libertad perdidos 5. Posibles casos:1. Revoluta (R), permite un movimiento de rotacin alrededor de un eje fijo.

FIGURA 2. Par de revoluta

2. Prismtico (P), permite un movimiento de traslacin a lo largo de un eje, o una curva dada.

FIGURA 3. Par de prismtico3. Helicoidal o de tornillo (H), permite un movimiento de traslacin a lo largo de un eje y simultneamente un movimiento de rotacin, dependiente de la translacin, alrededor del mismo eje.

FIGURA 4. Par de tornillo o HelicoidalPares cinemticos de la clase II. Nmero de grados de libertad del movimiento 2. Nmero de grados de libertad perdidos 4. Posibles casos:1. Esfera ranurada (Sl), permite un movimiento de rotacin alrededor de dos ejes linealmente independientes.

FIGURA 5. Par Constituido por un Esfera con Mango en Contacto con un Soporte Ranurado2. Cilndrico (C), permite un movimiento de traslacin a lo largo de un eje y un movimiento de rotacin independiente alrededor del mismo eje.

FIGURA 6. Par cilndrico3. Leva (Ca), permite traslacin a lo largo de un eje y rotacin alrededor de un eje perpendicular al primero.

FIGURA 7. Par de levaClasicacin de pares cinemticos de acuerdo al tipo de contacto entre elementos. En base a esta Clasicacin, los pares cinemticos se clasifican en: Pares inferiores. El contacto entre los elementos es a travs de una superficie. Ejemplos, Pistn-camisa de un compresor, par globular de un portaplumas. Pares superiores. El contacto entre los elementos es, al menos idealmente, a travs de un punto o una lnea. Ejemplos, Contacto entre una leva y su seguidor de rodillo.Para la transmisin de fuerzas de mediana elevada magnitud se prefieren los pares inferiores; pues los superiores estaran sujetos a esfuerzos de contacto muy elevados.GRADO DE LIBERTADPor grado de libertad se entiende como el nmero de entradas independientes requeridas para determinar la posicin de los eslabones del mecanismo respecto a tierra.CADENA CINEMATICAUna cadena cinemtica es la unin de pares cinemticos y eslabones de modo que formen uno o varios circuitos o lazos cerrados. Las cadenas cinemticas se clasifican en: Simples.- cuando todos los eslabones que forman la cadena cinemtica son binarios. Complejas.- cuando en la cadena existen uno o varios eslabones poligonales.Ejemplo. La cadena mostrada en la figura 8 tiene un nico lazo y cinco eslabones binarios, por lo tanto es simple.

FIGURA 8. Cadena cinemtica simple.

La cadena mostrada en la figura 9 tiene dos lazos. Existe adems otro lazo que comprende parte de los otros dos lazos; sin embargo, puede probarse que las ecuaciones escalares que genera este tercer lazo son combinaciones de las ecuaciones escalares que generan los dos primeros lazos. En esta cadena cinemtica, los eslabones 2, 5, y 7 son binarios y los eslabones 1, 3, 4 y 6 son ternarios, por lo tanto, la cadena es compleja.

FIGURA 9. Cadena cinemtica compleja

EXCEPCIONES AL CRITERIO DE GRBLER.Un criterio de movilidad, como el de Grbler, basado exclusivamente en consideraciones del nmero de eslabones y de pares necesariamente debe tener excepciones; es decir eslabonamientos para los cuales el nmero de grados de libertad determinado mediante el criterio de Grbler no es el correcto. Algunas de ellas se ilustran a continuacin.

Considere un mecanismo de cuatro barras y cuatro pares de revoluta, tal como el mostrado en la figura 10.

FIGURA 10Aplicando el criterio de Grbler, se tiene que:

Sin embargo, si las longitudes de los eslabones del mecanismo plano de cuatro barras son , , , y se trata de ensamblar el mecanismo, se encuentra que la nica manera en que los eslabones pueden unirse es la mostrada en la figura 11. Consecuentemente, este mecanismo plano de cuatro barras tiene 0 grados de libertad y es en realidad una estructura.

FIGURA 11 Considere ahora el eslabonamiento mostrado en la figura 12

FIGURA 12Aplicando el criterio de Grbler, se tiene que

Sin embargo, es necesario reconocer que, en este caso, los eslabones 1, 3, y 4 son paralelos, adems los eslabones 2 y 4 son, igualmente paralelos y permiten que el eslabonamiento gire en el sentido indicado, por lo tanto F = 1. Considere el eslabonamiento mostrado en la figura 13.Aplicando el criterio de Grbler, se tiene que

Este eslabonamiento es un ejemplo de mecanismos complejos, en los que un lazo, aquel formado por los eslabones conectados por los pares prismticos est asociado a las traslaciones planas, mientras que cualquiera de los dos restantes lazos est asociado al movimiento plano general. Puede probarse que el eslabonamiento es movible y tiene un grado de libertad.

FIGURA 13Ejemplo cadena de watt: ejercicio 1.38 diseo de mecanismos Arthur G. Erdman

FIGURA 14. Tomado del libro de George N. Sandor fig p1.51AB : Eslabn binarioBC: Eslabn binarioCE: Eslabn ternarioEF: Eslabn binario D: Eslabn ternarioEl mecanismo concuerda con la cadena de Watt II:6: E. binario5: E. binario4: ternario2: E. binario3 E. ternario

FIGURA 15 watt II