UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Facultad de Estudios Superiores Aragón Ingeniería Mecánica Programa de Asignatura

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1 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Facultad de Estudios Superiores Aragón Ingeniería Mecánica Programa de Asignatura NOMBRE DE LA ASIGNATURA: INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE MECANISMOS PLAN 2007 Tipo de asignatura: Teórico Clave: Créditos: 08 Carácter: Obligatoria Semestre: Sexto Duración del Curso Semanas: 16 Área de Conocimiento: Diseño Mecánico Horas: 64 Horas/Semana Teoría: 4.0 Práctica: 0.0 MODALIDAD: CURSO SERIACIÓN INDICATIVA Diseño de Elementos de Maquinas. PRECEDENTE: SERIACIÓN INDICATIVA SUBSECUENTE: Análisis Dinámico de Maquinaria. OBJETIVO DEL CURSO: Que el estudiante utilice técnicas modernas (gráficas, digitales, analógicas e híbridas) de análisis y de síntesis mecánicos compuestos por eslabones rígidos articulados, levas y engranes. Al final del curso el alumno podrá crear sistemas de mecanismos para realizar una aplicación específica. No. Nombre Horas Teoría Practica I CINEMÁTICA DEL CUERPO RÍGIDO Y GENERALIDADES SOBRE LOS MECANISMOS II ANÁLISIS DE MECANISMOS CON PARES INFERIORES III SINTESIS DE MECANISMOS CON PARES INFERIORES IV ANÁLISIS Y SÍNTESIS DE MECANISMOS CON PARES SUPERIORES V TRENES DE ENGRANES Total de Horas Teóricas: 64.0 Total de Horas Prácticas: 0.0 TOTAL:

2 OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS TEMA I CINEMÁTICA DEL CUERPO RÍGIDO Y GENERALIDADES SOBRE MECANISMOS Objetivo: Analizar sistemas mecánicos reales (una pala mecánica por ejemplo) a través de su modelo cinemático y de las ecuaciones de movimiento asociadas al modelo. I.1 Caracterización de los mecanismos más comúnmente utilizados en la Ingeniería Mecánica. I.2 Grado de libertad de un mecanismo. Fórmula de Grubler. I.3 Clasificación de los pares cinemáticos: inferiores y superiores. I.4 Derivada de funciones vectoriales de variable escalar. I.5 Posición, velocidad y aceleración de los puntos de un cuerpo rígido en movimiento plano. I.6 Descripción del movimiento plano de cuerpos rígidos por medio de matrices y de números complejos. I.7 Teoremas relativos al movimiento de cuerpos rígidos. I.8 Verificación experimental TEMA II ANÁLISIS DE MECANISMOS CON PARES INFERIORES Objetivo: Obtener valores de posición, velocidad y aceleración de todos los elementos de un mecanismo dado, a partir de sus parámetros geométricos y de su excitación, análisis de mecanismos complejos empleados en la industria. II.1 Análisis entrada - salida. Ecuación de Freudenstein. Uso de métodos analógicos, digitales e híbridos. II.2 Análisis del movimiento de los puntos de la barra acopladora. II.3 Movilidad de los mecanismos. II.4 Métodos gráficos. II.5 Verificación experimental TEMA III SÍNTESIS DE MECANISMOS CON PARES INFERIORES Objetivo: Determinar los parámetros geométricos de un mecanismos de topografía dada, en base a su operación y requerimiento en maquinaria automática. 177

3 OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS III.1 Introducción al problema de síntesis y su clasificación. III.2 Síntesis de mecanismos para generación de función. Métodos Numéricos. III.3 Síntesis de mecanismos para generación de trayectoria. Métodos Numéricos. III.4 Aplicaciones de las trayectorias de los puntos de la barra acopladora al diseño de mecanismos con seis eslabones. Mecanismos con intervalos finitos de reposo con doble rotación del eslabón de salida y con velocidad angular constante durante un intervalo finito en el eslabón de salida. III.5 Aplicaciones de la Ecuación de Euler-Savary y de la cúbica de curvatura estacionaria. III.6 Mecanismos cognados y sus aplicaciones. III.7 Restricciones en el diseño de mecanismos de eslabones articulados. Angulo de transmisión. III.8 Verificación experimental TEMA IV ANÁLISIS Y SÍNTESIS DE MECANISMOS CON PARES SUPERIORES Objetivo: Obtener a) el movimiento del seguidor de un mecanismo leva-seguidor a partir de su geometría y de su excitación, b) los parámetros geométricos de un mecanismo leva-seguidor de topología dada, en base a su operación. IV.1 Generalidades sobre pares superiores. IV.2 Análisis del mecanismo leva-seguidor de punta y con seguidor de carretilla. IV.3 Análisis del mecanismo leva-seguidor de cara plana. IV.4 Síntesis del mecanismo leva-seguidor de punta y con seguidor de carretilla. Método de Newton- Raphson. IV.5 Síntesis del mecanismo leva-seguidor de cara plana. Método de Runge-Kutta. IV.6 Restricciones en el ángulo de presión y en la excentricidad del punto de contacto. IV.7 Introducción al diseño óptimo de levas. IV.8 Métodos gráficos. IV.9 Verificación experimental 178

4 OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS TEMA V TRENES DE ENGRANES Objetivo: Calcular la velocidad angular a la salida de trenes de engranes simples y planetarios, a partir de sus parámetros geométricos y los arreglos necesarios de acuerdo a sus aplicaciones. V.1 Clasificación: engranes cilíndricos, cónicos e hiperbólicos. De dientes rectos y de dientes helicoidales. Terminología de los engranes. V.2 Acoplamiento de los dientes de dos engranes. La envolvente. V.3 Determinación del perfil de un diente de envolvente. V.4 Trenes de engranes: simples y planetarios. V.5 Análisis de trenes simples: falta información V.6 Análisis de trenes planetarios: deducción de los métodos tubular y de fórmula. V.7 Trenes diferenciales. V.8 Verificación experimental 179

5 BIBLIOGRAFÍA Bibliografía Básica Alvarez Angeles y Felix Jorge. Análisis y Síntesis Cinemáticos de Sistemas Mecánicos. Ed. Limusa. 229 pp Mabie H. H. y Ocvirth F. M. Mecanismos y Dinámica de Maquinaria. Ed. Limusa, S. A. 715 pp Shigley J. E. y Vicker J. J. Theory of Machines and Machanisms. N. York, Mc. Graw Hill Soni, A. H. Mechanism Synthesis and Analysis. Mc Graw Hill Book Co Temas para los que se recomienda. TODOS TODOS I, II, IV Y V III Bibliografía Complementaria Sandor, G. N. y Erdman, A. G. Advanced Mechanism Design: Analysis and Synthesis. Prentice-Hall, New Jersey Norton, R. L. Diseño de Maquinaria. McGraw Hill, Temas para los que se recomienda. I Y III TODOS 180

6 SUGERENCIAS DIDÁCTICAS ELEMENTOS DE EVALUACIÓN Exposición oral Exposición audiovisual Ejercicios dentro de clase Ejercicios fuera del aula Seminarios Lecturas obligatorias Trabajos de investigación Prácticas de taller o laboratorio Prácticas de campo Otros Exámenes Parciales Exámenes Finales Trabajos y tareas fuera del aula Participación en clase Asistencia a prácticas Otros PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIENES PUEDEN IMPARTIR LA ASIGNATURA Ingeniero Mecánico Electricista, Industrial o rama afín. 181