Teoría de Máquinas

Transcripción

1 Unidad responsable: ETSEIB - Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Barcelona Unidad que imparte: EM - Departamento de Ingeniería Mecánica Curso: Titulación: 2018 GRADO EN INGENIERÍA DE MATERIALES (Plan 2010). (Unidad docente Obligatoria) Créditos ECTS: 6 Idiomas docencia: Catalán Profesorado Responsable: JOAN PUIG ORTIZ Competencias de la titulación a las cuales contribuye la asignatura Específicas: 1. Conocimiento de los principios de teoría de máquinas y mecanismos. Metodologías docentes La actividad docente de la asignatura se reparte en dos sesiones semanales de clases de pizarra y 10 sesiones prácticas (5 de prácticas y 5 de laboratorio) distribuidas a lo largo del cuatrimestre. Todas las sesiones tienen una duración de hora y media. En las clases de pizarra se exponen los aspectos básicos de la teoría con el apoyo de material docente, se resuelven ejercicios inspirados en situaciones reales y se proponen actividades para el aprendizaje autónomo. Las sesiones de prácticas de laboratorio se dedican a analizar máquinas reales mediante los conocimientos adquiridos en las clases de pizarra y mediante la simulación de mecanismos por ordenador. En las sesiones de actividades dirigidas, se plantea la resolución de ejercicios de forma guiada y la realización de problemas evaluables. Para la evaluación de las competencias y capacidades adquiridas, se prevé la realización de un examen a medio cuatrimestre y un examen al final de todo el proceso de aprendizaje. Objetivos de aprendizaje de la asignatura Aprender y utilizar los conceptos de mecánica del sólido rígido para el análisis cinemático, estático y dinámico de los mecanismos y las máquinas. Conocer el cálculo y la simulación de mecanismos por ordenador. Adquirir una cultura sobre los diferentes elementos que constituyen las máquinas y los mecanismos Entender el balance energético, y el rendimiento, aplicado a las máquinas como herramienta para el estudio de la relación de éstas con otros ámbitos de la ingeniería. 1 / 5

2 Horas totales de dedicación del estudiantado Dedicación total: 150h Horas grupo grande: 0h 0.00% Horas grupo mediano: 45h 30.00% Horas grupo pequeño: 15h 10.00% Horas actividades dirigidas: 0h 0.00% Horas aprendizaje autónomo: 90h 60.00% 2 / 5

3 Contenidos Tema 1. MÁQUINA Y MECANISMO Definiciones de máquina, mecanismo y cadena cinemática. Definiciones y clasificación de miembros y pares cinemáticos. Esquematización, modelización y simbología. Mecanismos de barras. Criterio de Grashof. Mecanismos de levas. Mecanismos de transmisión. Prestaciones de un mecanismo. Tema 2. MOVILIDAD Dedicación: 16h 30m Coordenadas y velocidades generalizadas. Coordenadas independientes. Grados de libertad de un mecanismo. Ecuaciones de enlace. Holonomía. Resolución de las ecuaciones de enlace: Newton-Raphson. Espacio de configuraciones. Espacio de configuraciones accesibles. Redundancia. Criterio de Grübler-Kutzbach. Configuraciones singulares. Tema 3. CINEMÁTICA Dedicación: 30h Grupo grande/teoría: 9h Aprendizaje autónomo: 18h Cinemática del punto. Cinemática del sólido rígido. Centro instantáneo de rotación. Estudio cinemático de un mecanismo a partir de las ecuaciones de enlace geométricas. Estudio cinemático de los mecanismos a partir de las ecuaciones de enlace cinemáticas. Movimiento plano. Teorema de los tres centros. 3 / 5

4 Tema 4. MECANISMOS DE TRANSMISIÓN Tipos de mecanismos de transmisión: cadenas, correas y engranajes. Ruedas dentadas. Condición de engrane. Tipo de engranajes. Trenes de engranajes de ejes fijos y trenes epicicloidales. Relación de transmisión. Tema 5. DINÁMICA Dedicación: 33h Grupo grande/teoría: 10h 30m Aprendizaje autónomo: 21h Dinámica de la partícula. Dinámica del sólido rígido. Teorema de la cantidad de movimiento (TCM). Teorema del Momento cinético (TMC). Dinámica de mecanismos. Diagrama de sólido libre. Torsor de enlace. Torsor de las resistencias pasivas en los enlaces. Resistencia al deslizamiento. Torsor de las fuerzas de inercia de D'Alembert. Análisis dinámico directo e inverso de mecanismos. Tema 6. MÉTODO DE LAS POTENCIAS VIRTUALS Potencia virtual asociada a un sistema de fuerzas. Movimientos virtuales. Obtención de las ecuaciones del movimiento y de las fuerzas de enlace. Fuerzas generalizadas. 4 / 5

5 Tema 7. TRABAJO Y POTENCIA EN MÁQUINAS Dedicación: 25h 30m Grupo grande/teoría: 7h 30m Aprendizaje autónomo: 15h Teorema de la energía. Inercia reducida a una velocidad generalizada. Régimen transitorio y régimen estacionario. Funcionamiento cíclico de una máquina. Motores. Sistema de calificación La calificación del estudiante será la máxima de las siguientes tres notas: Nota final 1 = 0,6 Nef + 0,2 Nep + 0,2 Nprac Nota final 2 = 0,8 Nef + 0,2 Nprac Nota final 3 = Nef Nef: Nota del examen final. Nep: Nota del examen parcial. Nprac: Nota de prácticas. En caso de reevaluación, la calificación del estudiante será: Nota final = 0,8 Ner + 0,2 Nprac Ner: Nota del examen de reevaluación. Bibliografía Básica: Cardona i Foix, Salvador; Clos Costa, Daniel. Teoria de màquines [en línea]. 2a ed. Barcelona: Edicions UPC, 2008 [Consulta: 22/04/2016]. Disponible a: < ISBN Agulló i Batlle, Joaquim. Mecànica de la partícula i del sòlid rígid. 3a ed. cor. i ampl. Barcelona: OK Punt, ISBN Complementaria: Beer, Ferdinand Pierre; Johnston, E. Russell; Mazurek, David F; Eisenberg, Elliot R; Murrieta Murrieta, Jesús Elmer. Mecánica vectorial para ingenieros. 11a ed. México [etc.]: McGraw-Hill, ISBN Norton, Robert L; Rios Sánchez, Miguel A. Diseño de maquinaria : síntesis y análisis de máquinas y mecanismos. 4a ed. México: McGraw-Hill, cop ISBN Otros recursos: Se distribuirá el Programa de Análisis de Mecanismos (PAM) así como material didáctico en formato multimedia a través del campus digital de la ETSEIB. 5 / 5