1. DATOS GENERALES ÁREA/MÓDULO: DISEÑO APLICADO 2. JUSTIFICACIÓN

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1 Página 1 de 6 PROGRAMA: Ingeniería Mecatrónica PLAN DE ESTUDIOS: III ACTA DE CONSEJO DE 077 FACULTAD/DEPTO./CENTRO: ASIGNATURA/MÓDULO/SEMINARIO: MECANISMOS 1. DATOS GENERALES CÓDIGO: CRÉDITOS ACADÉMICO S: 3 COMPONENTE: OBLIGATORIO CAMPO: Formación profesional ÁREA/MÓDULO: DISEÑO APLICADO SEMESTRE: V MODALIDAD: PRESENCIAL VIRTUAL BIMODAL X PRERREQUISITOS/CORREQUISITOS: DINÁMICA FECHA DE ELABORACIÓN: Octubre 25, 2010 VERSIÓN: 1 2. JUSTIFICACIÓN FECHA DE ACTUALIZACIÓN: De acuerdo a las políticas de globalización la nación debe ser competitiva para poder cumplir con las exigencias de un comercio global. Para competir se necesita productividad y para tener productividad se necesita máquinas de tecnología moderna, las cuales se pueden adquirir construyéndolas en la región o mediante la transferencia tecnológica de otros países. La construcción de maquinaria o la transferencia tecnológica van de la mano con las capacidades y competencias que tienen los ingenieros para asimilar esta tecnología. Actualmente las máquinas son concebidas con filosofía multidisciplinaria, pero hay algunas disciplinas que son fundamentales como la mecánica, convirtiéndose en requisito para el buen desempeño de las demás disciplinas involucradas en el desarrollo de una máquina. La Universidad Santo Tomás consciente de las necesidades enunciadas, ofrece en la asignatura de Mecanismos la posibilidad de aplicar las materias del área de

2 Página 2 de 6 mecánica, en problemas cotidianos que le permitan al estudiante abstraer, diseñar y calcular trayectorias útiles, además de elevar el porcentaje utilizable de la potencia disponible por medio de elementos mecánicos, para un trabajo especifico. 3. METAS DE APRENDIZAJE Proporcionar al estudiante los conocimientos teóricos referentes al estudio del movimiento de mecanismos para predecir su posición, velocidad, aceleraciones y fuerzas generadas por el movimiento entre sus partes. 4. TEORÍAS Y CONCEPTOS UNIDAD 1. INTRODUCCIÓN A LOS MECANISMOS Y LA GEOMETRÍA DEL MOVIMIENTO En esta unidad el estudiante aprenderá a definir una máquina y los mecanismos que la constituyen, abstraer de la realidad el esquema primitivo de un mecanismo para su análisis, analizar los grados de libertad y el tipo de movimiento de un mecanismo de acuerdo a sus partes constitutivas. Los temas son los siguientes: Definición de máquina La máquina en los diferentes sectores productivos y de servicio Componentes y estructuras de máquinas Terminología, definiciones y descripción de las partes constitutivas de un mecanismo Mecanismos planos y espaciales Movilidad Síntesis numérica Paradojas e Isómeros. Inversión cinemática de un mecanismo Ley de GRASHOF Mecanismos de eslabones articulados. Mecanismos de cuatro barras. Mecanismos biela-manivela-corredera. Mecanismos de retorno rápido. Mecanismos de palanca. Mecanismos de línea recta. Pantógrafo.

3 Página 3 de 6 UNIDAD 2. POSICIÓN Y DESPLAZAMIENTO El propósito de esta unidad consiste en permitir que el estudiante tenga la capacidad para analizar la posición de los diferentes puntos y miembros de un mecanismo de forma absoluta y relativa, describir la geometría de un mecanismo, determinar la ecuación de cierre de un mecanismo, manejar los métodos analíticos y gráficos para el análisis de mecanismos, calcular las posiciones posibles en un mecanismo plano y proponer un mecanismo solución para una situación especifica. Los temas son los siguientes: Sistemas de coordenadas y posición de un punto Ecuación de cierre del circuito de un mecanismo Análisis gráfico de la posición de mecanismos planos Soluciones de álgebra compleja de ecuaciones vectoriales en el plano Análisis algebraico de la posición de eslabonamientos de mecanismos planos Rotación y traslación de eslabonamientos Aplicaciones en Matlab (SIMULINK) y/o Solid Works UNIDAD 3. VELOCIDAD EN LOS MECANISMOS Una vez que concluya esta unidad, el estudiante estará en capacidad de analizar la velocidad de los diferentes puntos y miembros de un mecanismo de forma absoluta y relativa, determinar la ecuación del polígono de velocidades de un mecanismo, manejar los métodos analíticos y gráficos para el análisis de velocidad de un mecanismo, identificar los centros instantáneos de velocidad para analizar un mecanismo y manejar el método de las Centrodas para análisis de velocidad en mecanismos planos. Los temas son los siguientes: Definiciones y terminología de velocidad Análisis gráfico de la velocidad Análisis de la velocidad mediante álgebra compleja Determinación y funcionalidad de los centros instantáneos de velocidad Análisis de la velocidad mediante centros instantáneos de rotación

4 Página 4 de 6 Análisis de velocidades angulares Centrodas Aplicaciones en Matlab (SIMULINK) y/o Solid Works UNIDAD 4. ACELERACIÓN EN LOS MECANISMOS Una vez que concluya esta unidad el estudiante estará en capacidad de analizar la aceleración de los diferentes puntos y miembros de un mecanismo de forma absoluta y relativa, determinar la ecuación del polígono de aceleraciones de un mecanismo, manejar los métodos analíticos y gráficos para el análisis de aceleraciones de un mecanismo y enumerar algunos métodos alternativos para el análisis de aceleraciones de los mecanismos. Los temas son los siguientes: Definición y terminología de la aceleración Análisis gráfico de la aceleración Métodos analíticos para el análisis de la aceleración Métodos alternativos para el análisis de la aceleración Dinámica de mecanismos de barras Ventaja mecánica Aplicaciones en Matlab (SIMULINK) y/o Solid Works. UNIDAD 5. ANÁLISIS CINÉTICO DE MECANISMOS Los temas que se desarrollan en esta parte permiten que el estudiante pueda calcular las fuerzas actuantes en las barras de un mecanismo de cuatro barras, para posteriormente definir sus dimensiones según la necesidad. Análisis de fuerzas dinámicas de un solo eslabón en rotación pura Mecanismo de tres barras Mecanismo de cuatro barras Mecanismo de Biela-Manivela-Corredera UNIDAD 6. PROCESO DE SÍNTESIS DE UN MECANISMO En esta unidad el estudiante aprenderá a elaborar una lista de los conocimientos y

5 Página 5 de 6 las herramientas necesarias para diseñar un mecanismo, analizar el problema en un mecanismo por medio de sus síntomas y encontrar la causa y su fuente, parametrizar y categorizar un mecanismo y establecer un criterio para evaluar propuestas de diseño. Los temas son los siguientes: Etapas del diseño de un mecanismo en la ingeniería mecatrónica Necesidad de mecanismos Categorías y parámetros de los mecanismos Resolución de problemas, síntomas, causas y fuentes UNIDAD 7. DISEÑO DE LEVAS La unidad capacita al estudiante para diseñar una leva con base a un desplazamiento determinado de seguidor, conocer y clasificar los diferentes tipos de levas, analizar una leva, generar las curvas cinemáticas del seguidor y diseñar levas cilíndricas. Los temas son los siguientes: Definiciones, terminología y clasificación Diagramas de desplazamientos y contornos de la leva Curvas de desplazamiento. Derivación de expresiones matemáticas. Parabólico, armónico, cicloidal y polinomial Trazado de levas planas Síntesis de levas y seguidores Dinámica de levas Diseño con seguidores de cara plana Diseño con seguidores de rodillo UNIDAD 8. ENGRANAJES Y TRENES DE ENGRANAJE Esta unidad capacita al estudiante para describir las relaciones cinemáticas entre engranajes y sus dimensiones, calcular la eficiencia de trenes de engranajes, calcular las relaciones de transmisión de los trenes de engranaje, distinguir las diferentes clases de engranajes y características cinemáticas, llevar a cabo el diseño y el análisis cinemático de engranajes y trenes de engranajes. Los temas son los

6 Página 6 de 6 siguientes: Definiciones y terminología Consideraciones básicas. Ley fundamental de los engranes. La forma de involuta en dientes. Ángulo de presión. Modificación de la distancia entre centros Nomenclatura de los dientes de engrane Diseño de engranajes Diseño de trenes de engranajes Trenes epicicloidales Tren diferencial Ejercicios de aplicación