240IME11 - Càlcul de Màquines

Transcripción

1 Unitat responsable: ETSEIB - Escola Tècnica Superior d'enginyeria Industrial de Barcelona Unitat que imparteix: EM - Departament d'enginyeria Mecànica Curs: Titulació: 2018 MÀSTER UNIVERSITARI EN ENGINYERIA INDUSTRIAL (Pla 2014). (Unitat docent Optativa) Crèdits ECTS: 4,5 Idiomes docència: Català Professorat Responsable: Altres: Joaquim M. Veciana Fontanet Joaquim M. Veciana Fontanet Jordi Ramon Martínez Miralles Capacitats prèvies Coneixements de Mecànica i Teoria de Màquines i Mecanismes. Coneixements de Mecànica dels Medis Continus i de Materials. Competències de la titulació a les quals contribueix l'assignatura Específiques: CEMEI03. Capacitat per al disseny i assaig de màquines. Metodologies docents La càrrega docent de l'assignatura és de 4,5 crèdits ECTS. D'aquests, la meitat s'imparteixen en classes de Teoria (una classe de 1,5 h a la setmana) i l'altra meitat en sessions de Seminari (una sessió de 1,5 h a la setmana). Les classes de Teoria, en grups nominalment d'uns 45 alumnes, es dediquen a la presentació dels diferents temes del programa, fent èmfasi en els conceptes més importants de cada capítol i en els aspectes procedimentals. A les sessions de Seminari, els grups de teoria es divideixen en tres (15 alumnes cadascun). El professor presenta exercicis pràctics, sovint inspirats en situacions reals, que els alumnes, per parelles o en grups de 3, analitzen i resolen amb la seva pròpia iniciativa i guiats pel professor. És primordial que l'alumne hagi preparat prèviament el tema de què tracta l'exercici per poder aprofitar al màxim aquestes sessions. Això implica un dedicació de dues hores d'estudi a casa abans de les sessions de seminari. A part, l'alumne disposa de material docent per treballar l'assignatura: preguntes curtes per auto-avaluar el seu grau de comprensió de la matèria, exercicis resolts de mostra i exercicis proposats. Entre la informació posada a disposició a través d'atenea també hi pot trobar els enunciats dels exercicis d'examen de cursos anteriors. Objectius d'aprenentatge de l'assignatura Objectiu general: Aconseguir que els alumnes adquireixin els coneixements i es familiaritzin amb els procediments necessaris per dimensionar i calcular els principals tipus de components mecànics que formen part de les màquines. 1 / 6

2 Conèixer els diferents tipus d'elements i components emprats més habitualment en el projecte mecànic, els seus avantatges i inconvenients. Aprendre a aplicar els coneixements previs adquirits en assignatures anteriors (Mecànica, Teoria de Màquines i Mecanismes, Mecànica dels Medis Continus, i Materials) a l'anàlisi de les sol licitacions sobre els components de màquines. Adquirir els conceptes generals sobre el càlcul comuns a tots els components de màquines, com seguretat, vida a fatiga i desgast, dany acumulat sobre un component, etc. Poder resoldre casos de comprovació i avantprojecte d'elements de màquines que es poden trobar en una situació real de disseny i desenvolupament d'un projecte mecànic. Hores totals de dedicació de l'estudiantat Dedicació total: 112h 30m Hores grup gran: 20h 15m 18.00% Hores grup petit: 20h 15m 18.00% Hores activitats dirigides: 0h 0.00% Hores aprenentatge autònom: 72h 64.00% 2 / 6

3 Continguts Tipus de fallada en components de màquines Dedicació: 4h 30m Grup mitjà/pràctiques: 1h 30m Grup petit/laboratori: 0h Aprenentatge autònom: 3h Tipus de fallada en components de màquines. Teories de la fallada estàtica. Coeficient de seguretat. Introducció a la fallada per fatiga. Conèixer els diferents tipus de fallades mecàniques que es poden presentar en les màquines. Recordar la formulació de les diferents teories de fallada estàtica i els criteris emprats per a la seva utilització. Conèixer els conceptes de sol licitació, resistència i coeficient de seguretat, i les recomanacions de disseny segons la sol licitació i el material emprat. Introduir breument el mecanisme de fallada per fatiga (en paral lel s'està impartint amb més detall a l'assignatura troncal Tecnologia de Màquines). Unions cargolades Dedicació: 33h Grup mitjà/pràctiques: 6h Grup petit/laboratori: 6h Aprenentatge autònom: 21h Tecnologia de les unions cargolades. Càlcul a força separadora axial. Càlcul a força separadora transversal. Unions cargolades sotmeses a fatiga. Activitats vinculades: Realització d'exercicis de comprovació i d'avantprojecte d'una unió cargolada. Conèixer la tecnologia de les unions cargolades i la seva normativa. Saber calcular una unió cargolada a sotmesa a força separadora axial, tant estàtica com variable (fatiga), segons els procediments de càlcul per a unions de qualitat normal i d'alta qualitat. Saber calcular una unió cargolada a sotmesa a força separadora transversal. 3 / 6

4 Unions arbre-botó Dedicació: 28h 30m Grup mitjà/pràctiques: 4h 30m Grup petit/laboratori: 6h Aprenentatge autònom: 18h Unions per frec: manegament per pinçament i per interferència cilíndrics y cònics. Unions per forma: xavetes i passadors, perfils acanalats, estriats i poligonals. Activitats vinculades: Resolució d'exercicis de dimensionat d'unions d'arbre-botó. Conèixer la disposició general i les diferents tipologies d'unions arbre-botó. Saber calcular manegaments per pinçament i per interferència cilíndrics i cònics. Saber calcular una unió amb xaveta. Pressions superficials de Hertz Dedicació: 4h 30m Grup mitjà/pràctiques: 1h 30m Grup petit/laboratori: 0h Aprenentatge autònom: 3h Teoria de les pressions superficials de Hertz. Introducció al càlcul amb pressió constant (fallada estàtica) i amb pressió variable (fallada per fatiga superficial). Conèixer els tipus de contactes superficials que es produeixen habitualment entre parelles d'elements de màquines. Conèixer la formulació general de les pressions superficials de Hertz per a contactes puntuals i lineals. Conèixer l'estat de tensions. Saber calcular les càrregues admissibles per a sol licitacions estàtiques i variables (fatiga). 4 / 6

5 Engranatges cilíndrics d'eixos paral lels Dedicació: 42h Grup mitjà/pràctiques: 7h 30m Grup petit/laboratori: 8h Aprenentatge autònom: 26h 30m Geometria dels engranatges cilíndrics d'eixos paral lels. Càlcul de comprovació a ruptura per fatiga al peu de la dent. Càlcul de comprovació a ruptura per fatiga superficial als flancs (picat). Càlcul d'avantprojecte d'engranatges. Activitats vinculades: Realització d'exercicis de comprovació i d'avantprojecte d'engranatges cilíndrics. Conèixer i saber calcular la geometria bàsica dels engranatges cilíndrics d'eixos paral lels amb dentat recte i amb dentat helicoïdal. Conèixer la dinàmica del procés d'engranament i els modes de fallada habituals dels engranatges. Saber fer el càlcul de comprovació d'un engranatge tant a ruptura per fatiga al peu de la dent com per fatiga superficial dels flancs (picat). Saber fer el càlcul d'avantprojecte d'un engranatge. Sistema de qualificació La qualificació es basa en dos actes d'avaluació: una prova d'avaluació continuada i un examen final (on s'avaluen tots els continguts de l'assignatura). En ambdues proves s'avaluen ensenyaments teòrics i pràctics, i consten d'una part de teoria de preguntes curtes a contestar per escrit de forma clara i concisa, i un o dos exercicis a resoldre per escrit. Per obtenir una qualificació numèrica de l'assignatura cal haver realitzat l'examen final. En qualsevol altre cas es considerarà una qualificació de l'assignatura de No Presentat (NP). A la valoració dels exercicis es considerarà sempre el plantejament del problema, l'anàlisi de les sol licitacions sobre el component a calcular o dimensionar (fase fonamental en qualsevol cas real) i l'aplicació del procediment de càlcul, arribant a una solució vàlida i versemblant. La prova d'avaluació continuada es realitza fora de l'horari lectiu i té una durada entre 1,5 h i 2 h. L'algoritme de càlcul de la nota final és: Nota final = Max[NEF; 0,6 NEF+0,4 NAC] amb NEF, nota de l'examen final, i NAC, nota de la prova d'avaluació continuada. Reavaluació: L'examen de reavaluació té el mateix format que l'examen final. La nota de l'examen de reavaluació, NRE, substitueix en l'algoritme de càlcul la nota de l'examen final, NEF. Normes de realització de les activitats Tant a la prova d'avaluació continuada com a l'examen final no es pot disposar de cap documentació durant els exercicis de teoria, mentre que per als exercicis pràctics es podrà disposar de qualsevol bibliografia. En cap cas està permès disposar de cap artefacte d'emmagatzemament o transmissió d'informació, telèfon mòbil o altres. 5 / 6

6 Bibliografia Bàsica: Fenollosa, J. ; Veciana, J.M. ; Martínez, J. Unions cargolades [en línia]. 2a ed. Barcelona: Edicions UPC, 2016 [Consulta: 30/05/2016]. Disponible a: < ISBN Veciana, J.M.; Martínez, J.. Engranatges cilíndrics d'eixos paral lels. Geometria i càlcul resistent. Barcelona: Jordi Martínez Miralles, ISBN Fenollosa, J. ; Martínez, J. ; Veciana, J. M. Quadern CM5 : qüestions i exercicis resolts. Barcelona: Copisteria Imatge, Niemann, G. Elementos de Máquinas : Volumen I. Barcelona: Ed. Labor, ISBN Complementària: Decker, K. H. Elementos de Máquinas. Bilbao: Urmo S.A. Ediciones, ISBN Juvinall, R. C. Fundamentos de Diseño para Ingeniería Mecánica. 2a ed. Mèxic: Limusa, ISBN Norton, R. L. Diseño de Máquinas : un enfoque integrado. México: Prentice-Hall, ISBN Budynas, R. G.; Nisbett, J. K. Diseño en Ingeniería Mecánica de Shigley. 9a ed. Mèxic: Mc Graw Hill, ISBN Martínez, J. ; Veciana, J.M.. Quadern CM6 : recull de qüestions i problemes d'examen. Barcelona: Jordi Martínez Miralles, ISBN / 6