Subdirección Académica Instrumentación Didáctica para la Formación y Desarrollo de Competencias Profesionales Periodo escolar: Enero Junio 2018

Transcripción

1 Subdirección Académica Instrumentación Didáctica para la Formación y Desarrollo de s Profesionales Periodo escolar: Enero Junio 2018 Nombre de la asignatura: Análisis y Síntesis de Mecanismos Plan de estudios: IEME Clave de la asignatura: EME-1005 Horas teoría horas prácticas créditos: Caracterización de la asignatura Esta asignatura aporta al perfil del Ingeniero Electromecánico la capacidad de resolver problemas de cinemática de mecanismos, desarrollando la creatividad y aumentando la disposición de los estudiantes para trabajar en equipo. La ubicación de la materia está en el cuarto semestre y es el sustento para las materias de: Diseño de elementos de máquinas, Diseño asistido por computadora; especialmente en los temas de mecanismos con barras articuladas, trenes de engranajes y levas. También se sugiere un proyecto integrador de un modelo funcional de un mecanismo a escala real de un sistema mecánico. El mecanismo a reproducir será elaborado en equipo y puede ser elegido por los propios alumnos. Es responsabilidad del profesor dar seguimiento al proyecto desde el inicio del semestre hasta su culminación del mismo. Finalmente, el aprendizaje significativo se ve enormemente fortalecido cuando se dominan los conceptos fundamentales necesarios para entender la intención de la materia.

2 2. Intención didáctica El temario se organiza en cinco temas, en las que se abordan: principios fundamentales, análisis de mecanismos articulados planos utilizando métodos gráficos y métodos analíticos para el cálculo de la posición, velocidad y aceleración de los eslabones; trenes de engranajes simples, compuestos y planetarios; tipos de levas y construcción; y diseño (síntesis) de mecanismos. Se recomienda el uso de software de geometría dinámica para el análisis de velocidades mediante un método grafico. Posteriormente, este software puede servir para validar los resultados obtenidos en el análisis de mecanismos mediante métodos analíticos. También es preciso programar en algún lenguaje de alto nivel, dichos métodos analíticos para comparar sus ventajas y desventajas con respecto a los métodos gráficos. Debido a que existen diversos métodos gráficos y analíticos para el análisis cinemático de los mecanismos, es de vital importancia solo abordar un método de cada enfoque y profundizar en él para que el alumno tenga un aprendizaje verdaderamente significativo sobre estos temas. En lo que se refiere a engranajes y levas, la elaboración extra clase de un modelo físico de estos sistemas, hará más eficiente el entendimiento de los conceptos aprendidos dentro del aula.. de la asignatura Analiza cinemáticamente mecanismos articulados, levas, engranajes y juntas universales para comprender su funcionamiento y su aplicación en maquinaria. Sintetiza mecanismos articulados planos para la generación de movimientos específicos. Reproduce y construye sistemas mecánicos proponiendo mejoras.

3 4. Análisis por competencias específicas No.: 1 Descripción: Principios fundamentales. Temas y subtemas para desarrollar la competencia específica aprendizaje(que hace el alumno) enseñanza(que hace docente) Desarrollo de competencias genéricas Horas teórico práctica 0. Encuadre Realiza un cuestionario sobre conceptos como Desplazamiento, Velocidad y Aceleración. También sobre temas como lo son Cinemática de la partícula y de Cuerpos Rígidos Introducción y Conceptos básicos. Analizar e interpretar la importancia del estudio de los mecanismos, así como su aplicación en los diferentes sistemas mecánicos máquinas y algunos equipos electromecánicos Tipos de movimiento. Describir y analizar los tipos de movimiento que un mecanismo puede realizar, tanto en el plano como en el espacio. Aplicar un cuestionario sobre conceptos básicos de Dinámica para establecer un punto de inicio con la impartición de ésta asignatura. Explicar la importancia y las aplicaciones que tienen los mecanismos. Definir los conceptos básicos que se emplearán en el análisis de mecanismos Describir y analizar los tipos de movimiento que un mecanismo puede realizar, tanto en el plano como en el espacio. Capacidad para comunicarse oral y por escrito. Capacidad de sintetizar la información. Habilidad para organizar y planificar tareas. Capacidad de solucionar ejercicios individual y por equipos. Capacidad de Relacionar y aplicar conocimientos en la práctica

4 1.. Grados de libertad. Determinar la movilidad para distintos casos prácticos donde se muestren mecanismos Inversión cinemática (ley de Grashof). Solución de problemas donde aplique la ley de Grashof. Realizar y reportar la práctica No. 1 Describir como se presenta y se calcula la movilidad de un mecanismo. Definir la inversión cinemática, así como resolver problemas aplicando la ley de Grashof Enunciar y coordinar la práctica No.1 4 Indicadores de alcance Valor del indicador A. Se adapta a situaciones y contextos complejos 0% B. Hace aportaciones a las actividades académicas desarrolladas 20% C. Propone y/o aplica soluciones o procedimientos no vistos en clase. 0% D. Introduce recursos y experiencias que promueven un pensamiento crítico 5% E. Incorpora conocimientos y actividades interdisciplinarias en su aprendizaje. 5% F. Realiza su trabajo de manera autónoma y autorregulada. 10%

5 4.1a Niveles de desempeño Desempeño Nivel de desempeño Indicadores de alcance Valoración numérica Excelente Cumple con los indicadores A, B, C, F y/o (D,E) de los indicadores definidos en el Notable Cumple con A, B, C y F de los indicadores definidos en el alcanzada Bueno Cumple con al menos con A, B, C y E de los indicadores definidos en el Suficiente Cumple con al menos con los indicadores A, C y F de los indicadores definidos en el no alcanzada Insuficiente No se cumple con el 100% de evidencias conceptuales, procedimentales y actitudinales de los indicadores definidos en el 69 o menos. 4.1b Matriz de evaluación Evidencia de % Indicador de alcance Evaluación formativa de la competencia aprendizaje A B C D E F Práctica 40 10% 10% 15% 5% Porcentaje de evaluación Examen 60 20% 10% 15% 5% 10% Porcentaje de evaluación Total 0% 20% 0% 5% 5% 10%

6 No.: 2 Descripción: Análisis de Mecanismos articulados. Temas y subtemas para desarrollar la competencia específica aprendizaje(que hace el alumno) enseñanza(que hace docente) Desarrollo de competencias genéricas Horas teórico práctica 2.1 Análisis de posición de mecanismos 2.2 articulados mediante ecuaciones de cierre. 2. Análisis de velocidad y aceleración relativa de partículas en un eslabón común. 2.4 Análisis de velocidad y aceleración relativa de partículas coincidentes en eslabones distintos. Determinar la posición de mecanismos articulados Determinar la posición de mecanismos articulados aplicando ecuaciones de cierre. Analizar el movimiento, velocidad y aceleración relativa de los mecanismos: manivelabiela-corredera, yugo escocés, mecanismo pantógrafo, aplicando el método de: centros instantáneos, matemáticas Vectoriales Analizar el movimiento, velocidad y aceleración relativa de mecanismos con partículas en eslabones distintos tales como el mecanismo de limadura y el mecanismo Whitworth, aplicando el método de centros instantáneos. Mediante la solución de problemas determina la posición de mecanismos articulados Establecer la manera de cómo se analiza un mecanismo mediante las ecuaciones de cierre. Describir el movimiento, velocidad y aceleración relativa de mecanismos tales como el mecanismo manivelabiela-corredera, el mecanismo yugo escocés y de pantógrafo. Describir el movimiento, velocidad y aceleración relativa de mecanismos con partículas en eslabones distintos tales como el mecanismo de limadura y el mecanismo Whitworth. Capacidad para comunicarse oral y por escrito. Capacidad de sintetizar la información. Habilidad para organizar y planificar tareas. Capacidad de solucionar ejercicios individual y por equipos. Capacidad de Relacionar y aplicar conocimientos en la práctica. 4

7 2.5 Análisis de velocidad y aceleración de mecanismos intermitentes. Utilizando la investigación bibliográfica, complementar con ejemplos de aplicación. Analizar la cinemática de un mecanismo Ginebrino, de trinquete y de Ginebra. Dar a conocer como se presenta la velocidad y aceleración de un mecanismo intermitente 2.6 Juntas universales. Analizar la cinemática de un mecanismo de hooke. Utilizando la investigación bibliográfica, complementar con ejemplos de aplicación. Realizar y reportar la Práctica No.2 Describir la cinemática de un mecanismo intermitente como el ginebrino, el mecanismo de trinquete y el mecanismo de Ginebra Describir los diferentes tipos de juntas universales. Enunciar coordinar la Práctica No.2 Indicadores de alcance Valor del indicador A. Se adapta a situaciones y contextos complejos 0% B. Hace aportaciones a las actividades académicas desarrolladas 20% C. Propone y/o aplica soluciones o procedimientos no vistos en clase. 0% D. Introduce recursos y experiencias que promueven un pensamiento crítico 5% E. Incorpora conocimientos y actividades interdisciplinarias en su aprendizaje. 5% F. Realiza su trabajo de manera autónoma y autorregulada. 10%

8 4.2a Niveles de desempeño Desempeño Nivel de desempeño Indicadores de alcance Valoración numérica Excelente Cumple con los indicadores A, B, C, F y/o (D,E) de los indicadores definidos en el Notable Cumple con A, B, C y F de los indicadores definidos en el alcanzada Bueno Cumple con al menos con A, B, C y E de los indicadores definidos en el Suficiente Cumple con al menos con los indicadores A, C y F de los indicadores definidos en el no alcanzada Insuficiente No se cumple con el 100% de evidencias conceptuales, procedimentales y actitudinales de los indicadores definidos en el 69 o menos. 4.2b Matriz de evaluación Evidencia de % Indicador de alcance Evaluación formativa de la competencia aprendizaje A B C D E F Práctica 40 10% 10% 15% 5% Porcentaje de evaluación Examen 60 20% 10% 15% 5% 10% Porcentaje de evaluación Total 0% 20% 0% 5% 5% 10%

9 No.: Descripción: Trenes de Engranajes. Temas y subtemas para desarrollar la competencia específica aprendizaje(que hace el alumno) enseñanza(que hace docente) Desarrollo de competencias genéricas Horas teórico práctica.1. Terminología, clasificación y aplicaciones de los engranes..2. Ley fundamental del engranaje... Análisis cinemático de trenes de engranajes simples y planetarios Analizar el principio de operación y nomenclatura de los engranes. Analizar el interpretar el comportamiento de los engranes rectos, cónicos, helicoidales, de piñón y cremallera, mediante la solución de ejercicios. Analizar el principio de la ley fundamental del engranaje. Determinar la relación de velocidad y aceleración de los trenes de engranajes simples y planetarios, mediante la solución de ejercicios. Explicar los conceptos fundamentales; clasificación, terminología y aplicaciones de los engranes. Describir el uso, características y comportamiento de los engranajes. Explicar la ley fundamental del engranaje. Describir la relación de velocidad y aceleración de los trenes de engranajes simples y planetarios. Capacidad para comunicarse oral y por escrito. Capacidad de sintetizar la información. Habilidad para organizar y planificar tareas. Capacidad de solucionar ejercicios individual y por equipos. Capacidad de Relacionar y aplicar conocimientos en la práctica Análisis con software Análisis de levas con software simulador de mecanismos Realizar y reportar la práctica No. Enunciar y coordinar la práctica No. 2

10 Indicadores de alcance Valor del indicador A. Se adapta a situaciones y contextos complejos 0% B. Hace aportaciones a las actividades académicas desarrolladas 20% C. Propone y/o aplica soluciones o procedimientos no vistos en clase. 0% D. Introduce recursos y experiencias que promueven un pensamiento crítico 5% E. Incorpora conocimientos y actividades interdisciplinarias en su aprendizaje. 5% F. Realiza su trabajo de manera autónoma y autorregulada. 10% 4.a Niveles de desempeño Desempeño Nivel de desempeño Indicadores de alcance Valoración numérica Excelente Cumple con los indicadores A, B, C, F y/o (D,E) de los indicadores definidos en el Notable Cumple con A, B, C y F de los indicadores definidos en el alcanzada Bueno Cumple con al menos con A, B, C y E de los indicadores definidos en el Suficiente Cumple con al menos con los indicadores A, C y F de los indicadores definidos en el no alcanzada Insuficiente No se cumple con el 100% de evidencias conceptuales, procedimentales y actitudinales de los indicadores definidos en el 69 o menos.

11 4.b Matriz de evaluación Evidencia de % Indicador de alcance Evaluación formativa de la competencia aprendizaje A B C D E F Práctica 40 10% 10% 15% 5% Porcentaje de evaluación Examen 60 20% 10% 15% 5% 10% Porcentaje de evaluación Total 0% 20% 0% 5% 5% 10%

12 No.: 4 Descripción: Levas Temas y subtemas para desarrollar la competencia específica aprendizaje(que hace el alumno) enseñanza(que hace docente) Desarrollo de competencias genéricas Horas teórico práctica 4.1. Nomenclatura, clasificación y aplicaciones de los diferentes tipos de levas. Identificar cualquier tipo de leva y seguidor, clasificando el mecanismo de acuerdo a su movimiento. Enunciar el uso, clasificación y operación y nomenclatura de las levas. Capacidad para comunicarse oral y por escrito Diagramas de desplazamiento. 4.. Diseño analítico y gráfico de levas de disco Análisis con software. Solución de ejercicios de diagramas de desplazamiento. Determinar los parámetros que influyen en la construcción del perfil de una leva. Analizar e interpretar el comportamiento de una leva de seguidor radial, con seguidor descentrado, con seguidor de movimiento oscilante, mediante la solución de ejercicios. Análisis y diseño de levas con Software simulador de mecanismos. Realizar y reportar la práctica No. Explicar los procedimientos para trazar los diagramas de desplazamiento. Diseñar el perfil de la leva a partir del diagrama de desplazamiento. Describir el comportamiento de una leva de seguidor radial. Diseñar el perfil de la leva con la aplicación de Software. Enunciar y coordinar la práctica No. Capacidad de sintetizar la información. Habilidad para organizar y planificar tareas. Capacidad de solucionar ejercicios individual y por equipos. Capacidad de Relacionar y aplicar conocimientos en la práctica

13 Indicadores de alcance Valor del indicador A. Se adapta a situaciones y contextos complejos 0% B. Hace aportaciones a las actividades académicas desarrolladas 20% C. Propone y/o aplica soluciones o procedimientos no vistos en clase. 0% D. Introduce recursos y experiencias que promueven un pensamiento crítico 5% E. Incorpora conocimientos y actividades interdisciplinarias en su aprendizaje. 5% F. Realiza su trabajo de manera autónoma y autorregulada. 10% 4.4a Niveles de desempeño Desempeño Nivel de desempeño Indicadores de alcance Valoración numérica Excelente Cumple con los indicadores A, B, C, F y/o (D,E) de los indicadores definidos en el Notable Cumple con A, B, C y F de los indicadores definidos en el alcanzada Bueno Cumple con al menos con A, B, C y E de los indicadores definidos en el Suficiente Cumple con al menos con los indicadores A, C y F de los indicadores definidos en el no alcanzada Insuficiente No se cumple con el 100% de evidencias conceptuales, procedimentales y actitudinales de los indicadores definidos en el 69 o menos.

14 4.4b Matriz de evaluación Evidencia de % Indicador de alcance Evaluación formativa de la competencia aprendizaje A B C D E F Práctica 40 10% 10% 15% 5% Porcentaje de evaluación Examen 60 20% 10% 15% 5% 10% Porcentaje de evaluación Total 0% 20% 0% 5% 5% 10%

15 No.: 5 Descripción: Introducción a la síntesis de mecanismos. Temas y subtemas para desarrollar la competencia específica aprendizaje(que hace el alumno) enseñanza(que hace docente) Desarrollo de competencias genéricas Horas teórico práctica 5.1 Clasificación de problemas en síntesis cinemática. 5.2 Espaciamiento de los puntos de exactitud para la generación de funciones. 5. Diseño analítico y gráfico de un mecanismo de cuatro barras como generación de funciones. 5.4 Diseño analítico y gráfico de un mecanismo de cuatro barras para la guía de cuerpos. Integrarse en grupos de trabajo, y de esta forma: Discutir el análisis de síntesis de mecanismos, así como citar diferentes tipos de ejemplos prácticos. Realizar la síntesis analítica de un mecanismo empleando números complejos. Diseñar y construir un prototipo donde se empleen mecanismos como un generador de funciones. El diseño del prototipo deberá ser reportado en una memoria que contenga: Dar a conocer el principio en el que se basa el estudio de la síntesis de mecanismos, los cuales son: - Espaciamiento de puntos. - Diseño analítico y gráfico de un mecanismo como generación de funciones y como guia de cuerpos. - Consideraciones prácticas en síntesis de mecanismos. El Docente conformará grupos de trabajo que serán integrados por 5 alumnos cada uno con la finalidad de llevar a cabo la planeación, el diseño y construcción de un modelo físico donde se Capacidad de análisis y síntesis. Habilidad en el manejo de software. Habilidad para buscar y seleccionar información proveniente de fuentes diversas. Habilidad para abordar problemas no estructurados o con información incompleta. Capacidad de sintetizar nuevas ideas. Capacidad de crítica. Habilidad para socializar 1 1

16 5.5 Síntesis analítica empleando números complejos. 5.6 Diseño de un mecanismo de cuatro barras como generador de trayectorias. 5.7 Consideraciones prácticas en síntesis de mecanismos. *Portada *Indice *Introducción * Dibujos o modelos en software * Cálculos * Propuestas alternas (alcances y limitaciones) * Conclusiones Personalizadas * Anexos (Fotografias) * Referencias Bibliográficas conjugue la aplicación de los temas vistos previamente. Deberá dar a conocer los datos y especificaciones necesarios para su elaboración. Capacidad crítica y autocrítica Capacidad para trabajar en equipo. Compromiso ético. Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica 1 1 El prototipo una vez diseñado y construido deberá funcionar de acuerdo a la tarea específica asignada. Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad) Habilidad para trabajar en forma autónoma 1 Indicadores de alcance Valor del indicador A. Se adapta a situaciones y contextos complejos 0% B. Hace aportaciones a las actividades académicas desarrolladas 20% C. Propone y/o aplica soluciones o procedimientos no vistos en clase. 0% D. Introduce recursos y experiencias que promueven un pensamiento crítico 5% E. Incorpora conocimientos y actividades interdisciplinarias en su aprendizaje. 5% F. Realiza su trabajo de manera autónoma y autorregulada. 10%

17 4.5a Niveles de desempeño Desempeño Nivel de desempeño Indicadores de alcance Valoración numérica Excelente Cumple con los indicadores A, B, C, F y/o (D,E) de los indicadores definidos en el Notable Cumple con A, B, C y F de los indicadores definidos en el alcanzada Bueno Cumple con al menos con A, B, C y E de los indicadores definidos en el Suficiente Cumple con al menos con los indicadores A, C y F de los indicadores definidos en el no alcanzada Insuficiente No se cumple con el 100% de evidencias conceptuales, procedimentales y actitudinales de los indicadores definidos en el 69 o menos. 4.5b Matriz de evaluación Evidencia de aprendizaje % Indicador de alcance Evaluación formativa de la competencia A B C D E F Memoria Técnica 40 10% 10% 15% 5% Matriz de Evaluación Prototipo 60 20% 10% 15% 5% 10% Matriz de Evaluación Total 0% 20% 0% 5% 5% 10%

18 5. Fuentes de información y apoyos didácticos Fuentes de información: Norton, I.(2009). Diseño de maquinaria. México: Mc Graw-Hill. Pérez Moreno Romy.(2006) Análisis de Mecanismos y Problemas Resueltos. México. Ed. Afaomega Myszka, D.(2012). Máquinas y Mecanismos. México: Pearson. Hamilton, M. y Reinholtz, C. F.(2007). Mecanismos y dinámica de maquinaria. México: Limusa. Rao, J.S. y Dukkipati, R.V. (2007). Mechanism and Machine Theory. India: New Age International Publishers. Hernández, A. (2004). Cinemática de Mecanismos. Análisis y Diseño. Madrid: Síntesis. Brown, H. (2010). 507 Mechanical Movements. EU: Create Space Independent Publishing plataform. Erdman, A. G. y Sandor, G.N. (1994). Diseño de mecanismos, análisis y síntesis. México: Prentice Apoyos didácticos: Pizarrón Proyector Cañón Sala de Computo Internet Taller de Ingeniería Electromecánica Software para Diseño Mecánico Software para simular mecanismos

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