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Subtema |
| 1.Fundamentos de cinemática de mecanismos planos. |
Conceptos preliminares : máquina y mecanismo. Sistema Mecánico. Componentes de un mecanismo: Barras. Barras con denominación particular según criterio funcional o topológico. Grados de libertad.- Tipos de movimiento.- Pares cinemáticos o Juntas. Variables del par o coordenadas articulares. Pares inferiores y superiores. Binarios y ternarios. Cierres de fuerza y forma. Movimiento relativo de sólidos en contacto. Construcción tecnológica de pares. Mecanismo plano y espacial. Inversión cinemática. Inversiónes cinemáticas del mecanismo biela manivela y de un sistema simple de engranes. Movilidad. Criterios de Movilidad. Geometrías particulares. Ligaduras impropias. Mecanismo de cuatro barras: descripción y aplicaciones. Posiciones límite, ventaja mecánica. Ley de Grashof. Variantes cinemáticamente equivalentes del mecanismo de cuatro barras. Curvas de acoplador. Otros mecanismos: de movimiento intermitente, de retorno rápido, de línea recta. |
| 2.Análisis vectorial de posición y velocidad a partir del método basado en las juntas. |
Sistema de referencia. Posición de un punto y movimiento en un plano. Movimiento de un sólido. Ecuación vectorial de cierre de un mecanismo. Resolución mediante algebra compleja. Mecanismo de cuatro barras. Planteamiento y resolución. Posición de un punto cualquiera. Angulo de transmisión. Mecanismo biela- manivela resolución vectorial de posición. Mecanismos con mas de cuatro barras. Derivada de la ecuación de cierre: Método de Raven para el análisis de velocidad y aceleración. Par de entrada, volantes de inercia. |
| 3. Análisis de mecanismos basado en sistemas mecánicos multicuerpo. |
Coordenadas de un cuerpo. Ecuaciones de restricción de las juntas cinemáticas básicas: articulación, prismática (traslacional), compuestas: articulación-articulación, articulación-prismática, junta rígida, restricciones simples. Ecuaciones de restricción de velocidad y aceleración.
Jacobiano de las ecuaciones de restricción. Ecuaciones de la dinámica de sistemas multicuerpo. Modelado de las fuerzas de ligadura: multiplicadores de Lagrange.
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| 4. Diseño y Dinámica de Levas. Levas Electrónicas. |
Terminología de los mecanismos de Leva-seguidor. Tipos de seguidor. Tipos de cierre: de fuerza y de forma. Análisis de fuerzas: agarrotamiento del seguidor. Ley fundamental del diseño de levas. Leva armónica. Leva cicloidal. Leva polydine. Análisis dinámico básico por parámetros agrupados del mecanismo Leva-seguidor con cierre de fuerza: saltos del seguidor.Las levas como generador de ordenes de movimiento. Otros tipos de generadores de órdenes de movimiento.
Las ordenes de movimiento como una variable de diseño con algunas fronteras antes que como un parámetro predeterminado. Importancias del generador de órdenes de movimiento en la respuesta dinámica de un sistema mecánico. |
| 5. Introducción al diseño de máquinas |
Significado del término diseño en este contexto. Diseño en ingeniería mecánica. Fases de diseño. Identificación de necesidades y definición de problemas. Evaluación y presentación. Consideraciones de Diseño. Códigos y normas. Consideraciones de esfuerzo y resistencia. |
| 6. Relaciones carga-esfuerzos-deformaciones. |
Esfuerzo. Componentes del esfuerzo. Círculos de Mohr. Estados de esfuerzo triaxial. Esfuerzos normalmente distribuidos. Deformación elástica. Relaciones esfuerzo-deformación. Esfuerzos normales por flexión. Esfuerzos cortantes. Torsión. |
| 7.Teorías de fallas: carga constante |
Concentración de esfuerzo. Teorías de falla de un material. Teoría del esfuerzo normal máximo. Teoría de la deformación normal máxima. Teoría del esfuerzo cortante máximo. Teorías de las energías de deformación y distorsión: Tensión de Von Misses. Falla de materiales dúctiles. Falla de materiales frágiles. |
| 8. Fallas por fatiga. |
Caracterización de esfuerzos fluctuantes.
Límite de fatiga. Factores de Marin que modifican el límite de fatiga.
Criterios de fallo por fatiga: ensayos y resultados experimentales, Goodman, Soderberg, Gerber, fórmula elíptica ASME. Coeficiente de seguridad (resistencia minorada, carga mayorada). Limite de resistencia a fatiga.Diseño a vida finita: material ductil, material frágil. Diseño a vida infinita.
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| 9. Flechas. |
Cargas en las flechas. Sujeciones y concentración de esfuerzos. Cargas sobre flechas. Evaluación de la falla de flechas por cargas combinadas. Diseño de flechas, estimación del diámetro según ASME. |
| 10. Rodamientos. |
Introducción e historia. Estandarización. Materiales.
AFBMA. Tolerancias- clases. Análisis comparativo: ventajas e inconvenientes.
Tipos de rodamientos. Clasificaciones según criterios morfológicos y funcionales.
Análisis de fallas en los rodamientos. Detección: análisis cinemático y de espectro en frecuencia: frecuencia fundamental del eje, frecuencia provocada por defecto del tren, armónico por defecto pista exterior, armónico por defecto elemento rodante, armónico por defecto pista interior.
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| 11. Engranes. |
Generalidades y Nociones históricas. Acción conjugada, faseo constante y relación de transmisión. Ley fundamental de los engranes.
Circulo de paso.Circulo base.Perfil de dientes: construcción y curvas utilizadas. Nomenclatura: paso circular, paso diametral, módulo. Embonamiento, angulo de presión.
Tipos de engranes y clasificaciónes: rectos (spur gears), Cremalleras, Helicoidales, Cónicos, El Diferencial. Gusano Globoidal y Corona. Trenes de engranes: simples, compuestos, trenes epicicloidales.Análisis de fuerzas en engranes rectos. Carga transmitida. Análisis de tensiones: fórmula de Lewis.
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| 12. Correas y Poleas. |
Conceptos : transmisión de potencia entre ejes distanciados. Elementos constitutivos.Limitaciones. Transmisión simple. Transmisión simple y ramales paralelos: rendimiento. Correa trapezoidal. Equivalencia con correa plana de mayor coef. Rozamiento. Alineamiento. Recomendaciones para transmisiones de correas y poleas. Sistemas de poleas compuestas. Polipastos. Resbalamiento por deslizamiento. Ramal conductor, ramal conducido, relación de tensiones. La correa como sistema elástico conforme con ley de Hooke. Tensión inicial. |
| 13. Resortes |
Concepto contextual de resorte. Tasa de resorte. Resortes lineales y no lineales. Combinación de resortes: serie y paralelo. Configuraciones de resortes de alambre. Estudio del resorte helicoidal de compresión/tracción. Resortes cónicos. Resortes planos. Resortes de bobina planos. Resortes especiales. Materiales para resortes. Almacenamiento de energía. Estirado en frío efecto en la resistencia última Sut. Resistencia al cortante del alambre estirado en frío. Resortes helicoidales. Nomenclatura, detalles de terminación. Indice de resorte analítico. Solicitación de torsión. Estimación de la deflecsión. Estado de Esfuerzos. Tensión cortante máxima. Factor de cortante directo. Oscilaciones de los resorte h. Frecuencias naturales. Resortes de torsión. Elementos que son resortes de facto. |
| 14. Embragues y frenos. |
Consideraciones de estática. Frenos de fricción consideraciones generales. Distribución de presiones. Relación entre la presión máxima y presión puntual. Aplicación ecuaciones estática para análisis de fuerzas y reacciones. Autotrabamiento. Frenos de tambor. Embragues tipos y particularidades. Localización óptima de embragues. |
