En sistemas lineales, el juego y la histéresis suelen considerarse el mismo fenómeno. Sin embargo, si bien ambos contribuyen a la pérdida de movimiento, sus causas y métodos de operación son diferentes.
Reacción: el enemigo de los sistemas lineales

El juego se produce por la holgura entre las piezas acopladas, lo que genera una zona muerta al invertirse la dirección de desplazamiento. En esta zona muerta, no se produce movimiento hasta que se elimina la holgura entre las piezas acopladas.

Los componentes que suelen experimentar holgura incluyen husillos de bolas, husillos de avance, sistemas de correas y poleas, y engranajes. En sistemas de rodamientos con recirculación, la aplicación de precarga puede reducir o eliminar la holgura al eliminar la holgura entre las bolas (o rodillos) y las pistas de rodadura. Algunos sistemas sin recirculación utilizan métodos alternativos, como resortes o tuercas de husillo de diseño especial, para reducir o eliminar la holgura.

¿O lo es?

Aunque el juego mecánico se considera generalmente una característica negativa de los sistemas mecánicos, no siempre es perjudicial. En primer lugar, producir componentes completamente libres de juego es costoso y, en la mayoría de los casos, poco práctico. Además, los métodos para reducirlo inevitablemente aumentan la fricción y el desgaste. Si se puede tolerar cierto juego en la aplicación, los componentes disponibles serán más económicos, más fáciles de conseguir y, en muchos casos, tendrán una vida útil más larga. En engranajes y cajas de engranajes, es necesario cierto juego para que los engranajes engranen sin sobrecargar los dientes ni aumentar la fricción.
¿Qué es la histéresis?

La histéresis se asocia con mayor frecuencia a los sistemas magnéticos y se manifiesta en los motores eléctricos como pérdida por histéresis. En pocas palabras, la histéresis es la relación entre la reacción de un material a una carga inicial (o fuerza magnetizante) y su recuperación una vez que se elimina dicha carga (o fuerza magnetizante). Por ejemplo, cuando el hierro se magnetiza mediante un campo externo, su magnetización se retrasa con respecto a la fuerza magnetizante. Al eliminarse esta fuerza, el hierro conserva cierta cantidad de magnetismo. En otras palabras, el hierro no recupera completamente su estado no magnetizado a menos que se aplique una fuerza magnetizante opuesta.

En sistemas mecánicos, la histéresis está relacionada con la elasticidad de un material. Por ejemplo, a medida que las bolas de acero de una tuerca de bolas se desplazan de la zona libre a la zona de carga, las fuerzas que experimentan aumentan, provocando una ligera deformación. Sin embargo, debido a las propiedades elásticas del acero, las bolas no recuperan completamente su forma original al regresar a la zona libre de carga de la tuerca. Esta deformación microscópica persistente se debe a la histéresis.

La histéresis también afecta el comportamiento de los ejes de transmisión en sistemas mecánicos. Cuando se aplica par (una fuerza de torsión) a un eje, se produce una tensión interna que provoca un cambio de forma en el eje. Este cambio de forma se denomina deformación (o deformación torsional, en el caso de una carga torsional). En materiales perfectamente elásticos, la relación entre la tensión y la deformación es lineal. Sin embargo, pocos materiales son perfectamente elásticos, y su inelasticidad les confiere una curva de tensión-deformación no lineal. Este comportamiento no lineal, a medida que las fuerzas aumentan y disminuyen, se denomina histéresis.
¿Cuándo es importante la histéresis en sistemas lineales?

En todas las etapas mecánicas, salvo en las de mayor precisión, la histéresis tiene un efecto insignificante en la precisión y repetibilidad del posicionamiento, y en la mayoría de los casos, los efectos de la holgura superan con creces los de la histéresis. Sin embargo, los actuadores piezoeléctricos, que dependen de la deformación del material para generar movimiento, pueden experimentar una histéresis del 10 al 15 % del movimiento comandado. El funcionamiento de actuadores piezoeléctricos en un sistema de bucle cerrado puede reducir o eliminar los efectos de la histéresis.