Teoria de Maquinas y Mecanismo - Shigley

CAPÍTULO
IXlCE
FUERZAS ESTÁTICAS
Ahora ya se puede iniciar un estudio de la dinámica de las máquinas y los sistemas.
Este estudio se simplifica principiando con la estática de dichos sistemas. En los
estudios que se hicieron sobre el análisis cinemático. la atención sólo se enfocó a la
geometria de los movimientos y a las relaciones entre el desplazamiento y el tiempo
Se pasó completamente por alto las fuerzas que producían el movimiento, o los
movimientos que resultarían de la aplicación de un sistema de fuerzas dado.
La consideración de un problema en el diseño de una máquina, en el que sólo
intervengan la longitud y el tiempo, es una simplificación tremenda. Libera a la
mente de la influencia complicadora de muchos otros factores que, al final, intervienen
en el problema. y permite que se enfoque la atención en el problema fundamental,
es decir, el de diseñar un mecanismo para obtener un movimiento deseado.
Las unidades fundamentales en el análisis cinemático son longitud y tiempo y,
en el análisis dinámico, son longitud, tiempo y fuerza.
Las fuerzas se transmiten hacia los elementos de las máquinas a través de
superficies pareadas; por ejemplo, de un engrane hacia un eje, o de un engrane, a
través de los dientes endentados, hacia otro engrane; de una biela, a través de un
cojinete, hacia una palanca; de una banda en V hacia una polea; de una leva hacia
un seguidor, o de un tambor de freno hacia la zapata del freno. Existe una diversidad
de razones por las que es necesario conocer las magnitudes de estas fuerzas.
La distribución de las mismas en las fronteras, o superficies de contacto, debe ser
razonable, y su intensidad debe estar dentro de los límites de trabajo de los
materiales que componen las superficies. Por ejemplo, si la fuerza que opera sobre
un cojinett: de manguito es demasiado grande, expulsará la película de aceite y
hará que se establezca un contacto metal contra metal, sobrevenga un calentamiento
y se produzca una falla rápida del cojinete. Si las fuerzas entre los dientes de los
engranes son demasiado grandes, la película de aceite puede ser expulsada de entre
ellos. Esto provocaría que el metal se descascare y astille, ruido, movimiento brusco
y la falla final. En el estudio de la dinámica que se va a desarrollar, el interés se