Código: Titulación: INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL EN MECÁNICA Curso: 3º

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1 ASIGNATURA: DISEÑO DE MÁQUINAS Código: Titulación: INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL EN MECÁNICA Curso: 3º Profesor(es) responsable(s): - JORGE RIPOLL CAMÚS - IGNACIO GONZÁLEZ PÉREZ Departamento: INGENIERÍA MECÁNICA Tipo (T/Ob/Op): T Créditos (T+P): 3T+3P Descriptores de la asignatura según el Plan de Estudios: Cálculo, construcción y ensayo de máquinas. Diseño de máquinas Objetivos de la asignatura: Se estudian los principios básicos en la ingeniería de diseño de máquinas, estudio de las solicitaciones y de las condiciones de fallo tanto para consideraciones de carga estática como variable. Estudio de diferentes criterios para la predicción del fallo en una pieza, conocidas las cargas que va a soportar. Cálculo de algunos elementos sencillos de máquinas, su dimensionamiento y selección, su uso y aplicación, y las formas, configuraciones o montajes más usuales. Materias relacionadas con esta asignatura: - Mecánica General (2º curso) - Elasticidad y resistencia de materiales (2º curso) - Ingeniería de la fabricación (2º curso) - Fundamentos de Ciencias de Materiales (1 er curso) Programa de la asignatura A. Programa de Teoría: PARTE 1: FUNDAMENTOS Tema 1: Introducción 1.1. Concepto de Diseño 1.2. Diseño Mecánico y Diseño en Ingeniería Mecánica 1.3. Fases del Diseño 1.4. Consideraciones de Diseño 1.5. Códigos y Normas 1.6. Esfuerzo y Resistencia 1.7. Factor de Seguridad

2 1.8. Diseño Determinista 1.9. Diseño por Fiabilidad Unidades Tema 2: Análisis de cargas 2.1. Ecuaciones de equilibrio 2.2. Cargas internas 2.3. Localización de secciones críticas. Flujo de fuerzas 2.4. Distribución de cargas entre apoyos redundantes 2.5. Solicitaciones simples 2.6. Combinación de esfuerzos. Esfuerzos principales 2.7. Esfuerzos en cilindros 2.8. Ajustes por presión y por contracción 2.9. Esfuerzos de Hertz Cargas debidas a elementos de transmisión PARTE 2: PREVENCIÓN DE FALLOS Tema 3: Los materiales y sus propiedades 3.1. Ensayo de tracción. Resistencia estática 3.2. Fragilidad y ductilidad 3.3. Designación y utilización de los aceros 3.4. Tratamientos mecánicos 3.5. Dureza 3.6. Efecto de la temperatura 3.7. Concentración de esfuerzo Sensibilidad a la muesca 3.8. Fractura 3.9 Procesos de fabricación Tema 4: Diseño por resistencia estática 4.1. Por qué rompen los metales? 4.2. Resistencia y carga estática 4.3. Hipótesis de fallo 4.4. Fallo en materiales dúctiles Teoría del esfuerzo normal máximo Teoría del esfuerzo cortante máximo Teoría de la energía de distorsión 4.5. Fallo en materiales frágiles Teoría del esfuerzo normal máximo Teoría de Coulomb-Mohr Modificaciones a la teoría de Morh Tema 5: Diseño por resistencia a fatiga 5.1. Fallo por fatiga 5.2. Resistencia a la fatiga Ensayo de viga rotatoria Relación con la resistencia última a tracción 5.3. Fatiga en ciclos altos. Duración 5.4. Criterio de fallo con esfuerzos invertidos

3 5.5. Factores que influyen en la resistencia a la fatiga 5.6. Esfuerzos fluctuantes 5.7. Teorías de fallo a fatiga Línea de Goodman Línea de Soderberg Línea parabólica de Gerber 5.8. Línea de carga 5.9. Resistencia a la fatiga en torsión pura Fatiga con cargas combinadas Daño acumulativo por fatiga Ciclos de esfuerzos que se repiten PARTE 3: ELEMENTOS DE MÁQUINAS Tema 6: Diseño de ejes 6.1. Introducción 6.2. Configuración geométrica 6.3. Deformación y rigidez en un eje 6.4. Diseño resistente con cargas estáticas 6.5. Diseño resistente con cargas de fatiga Análisis con flexión alternante y torsión constante Soluciones con flexión y torsión, alt. y const Caso general (con carga axial) 6.4 Materiales para ejes Tema 7: Elementos de unión 7.1. Introducción. Tipos de uniones 7.2. Nomenclatura de roscas y tornillos 7.3. Resistencia del tornillo 7.4. Uniones atornilladas Estudio del tornillo Estudio de los elementos unidos Reparto de la carga externa Carga estática Carga de fatiga Par de apriete Uniones con junta de estanqueidad Uniones a cortadura Tema 8: Diseño de resortes 8.1. Tipos de resortes 8.2. Línea característica del resorte 8.3. Resortes helicoidales de compresión Esfuerzos. Efecto de la curvatura Deformación y constante Número de espiras y longitud 8.4. Materiales para resortes. Resistencia 8.5. Diseño de resortes helicoidales de compresión Diseño por resistencia a carga estática Diseño por resistencia a carga dinámica

4 Estabilidad Consideraciones generales de diseño 8.6. Diseño de resortes helicoidales de tensión Pretensado Extremos del resorte. Esfuerzos Diseño por resistencia 8.7. Diseño de resortes helicoidales a torsión B. Programa de Prácticas (resumido): Denominación de la práctica Duración (h) Tipo de práctica (Aula, laboratorio, informática) Ubicación física (sede Dpto., aula informática,...) Problemas de los temas teóricos 20 Aula Aula Estudio de elementos de máquinas. Banco de 2 Laboratorio Dpto. Ing. Mecánica ensayos de engranajes y rodamientos Dimensionado de ejes (ADEJES) 2 Laboratorio Dpto. Ing. Mecánica Verificación de ejes (ADEJES) 2 Laboratorio Dpto. Ing. Mecánica Estudio de la concentración de esfuerzos mediante técnicas de análisis tensional 2 Laboratorio Dpto. Ing. Mecánica C. Bibliografía básica: Bibliografía básica: - Shigley & Mischke. DISEÑO EN INGENIERÍA MECÁNICA (5ª edición) Bibliografía complementaria principal: - Juvinall. FUNDAMENTOS DE DISEÑO PARA INGENIERÍA MECÁNICA - Deutchman. DISEÑO DE MÁQUINAS - Cosme. ELEMENTOS DE MÁQUINAS - Faires. DISEÑO DE ELEMENTOS DE MÁQUINAS - Hamrock; Jacobson; Smid. ELEMENTOS DE MÁQUINAS Bibliografía de problemas: - Pedrero & Fuentes. PROBLEMAS DE DISEÑO DE MÁQUINAS - Hall & Holowenco & Laughlin. DISEÑO DE MÁQUINAS (Schaum) - R.E.A. THE MACHINE DESIGN PROBLEM SOLVER (en inglés) - Decker. PROBLEMAS DE ELEMENTOS DE MÁQUINAS D. Evaluación del alumno: Habrá un sólo examen de la asignatura, en los convocatorias dispuestas para ello por la ETSII de Cartagena. Los exámenes constarán de dos partes: Teórica: (aprox. 1/2 de la nota) preguntas cortas de razonamiento o conocimiento teórico, y pequeños problemas numéricos. Preguntas sobre las prácticas. No se permitirán libros o apuntes en esta parte del examen. Problemas: (aprox. 1/2 de la nota) ejercicios prácticos de desarrollo y cálculo. En esta parte, se podrán utilizar tablas y figuras del libro de texto,

5 tablas y fotocopias entregadas por el profesor a lo largo del curso, formulario resumido de la asignatura. No se podrán utilizar apuntes de clase y problemas resueltos. La proporción de nota en cada parte sobre la nota total podrá variar ligeramente según las características del examen. La nota mínima en una parte, para hacer media con la otra, es de de 3.5 sobre 10 (1.75 sobre 5). Siendo necesario para aprobar una puntuación global no inferior a 5 sobre 10. No pueden aprobarse las partes de forma independiente. En la calificación del examen se tendrá en cuenta la claridad en la exposición y en el desarrollo de los problemas, así como el uso de un lenguaje técnico apropiado. Durante el curso se propondrán problemas en clase para resolver de forma voluntaria. La calificación obtenida en los mismos podrá incrementar la nota final. E. Observaciones: - Recomendaciones al alumno (calculadoras, tablas,...): - Incompatibilidades del Plan de Estudios: - Página Web: - Mecánica General (2º curso) - Elasticidad y resistencia de materiales (2º curso)