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Planificaciones6712 - Mecanismos B

Docente responsable: MAYER OMAR EMILIO

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6712 - Mecanismos B PLANIFICACIONES Actualización: 1/2012

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OBJETIVOSIntroducir en el alumnado: a) Conocimientos analíticos sobre Cinemática y Dinámica de Mecanismos varios;b) Criterios y expresiones matemáticas fundamentadas y orientadas a el Dimensionamiento / la VerificaciónResistencial de distintos Elementos de Máquinas y de Uniones entre los mismos o entre distintos cuerposmecánicos, conforme sean las solicitaciones en valor y en el carácter a las que puedan verse sometidos bajocarga y las admisibilidades que los materiales ofrecen correspondientemente al carácter de las cargas; c)Conocimiento analítico sobre Vibraciones Mecánicas y sus efectos; d) Resolución analítica fundamentada deDesbalanceos; e) Conocimiento y resolución analítica y práctica fundamentada de diversos tipos deTransmisiones de Potencia Mecánica; f) Conocimiento fundamentado sobre Arranque de Máquinas Útiles(Máquinas de Producción); g) Conocimiento analítico fundamentado sobre fenómenos de resonancia enmaquinaria y de máquinas de eje rígido y de eje flexible; h) Conocimiento sobre estándares de diseño y/o deverificación de Elementos de Máquinas y de Máquinas; i) Conocimiento sobre Acoplamientos de Máquinas;k) Conocimiento fundamentado sobre Teorías de Falla; l) Conocimiento fundamentado sobre diversos tipos deCojinetes; m) Conocimiento analítico fundamentado sobre Sustentaciones Elásticas y Elástico-amortiguadas

CONTENIDOS MÍNIMOS-

PROGRAMA SINTÉTICOUNIDAD 01) Cuña. Formas de energía y de potencia. Máquinas útil, motora y variadora mecánica.

Instalaciones con motor, variador mecánico, máquina útil, freno y embrague. Curvas de arranquecon máquina útil sin carga y con carga con motores eléctricos asincrónicos, sin embrague y conembragueUNIDAD 02) Aplicación estática de cargas: Tensiones y deformaciones bajo distintos tipos desolicitaciones. Dimensionamiento por resistencia. Coeficiente de sobredimensionamiento.UNIDAD 02) Estados de tensión planos y espaciales. Teorías de Falla varias. Comparación entre lasmismas.UNIDAD 03) Carácteristicas de una transmisión de potencia mecánica por correas.UNIDAD 04) Dimensionamiento y/o verificación de cuerpos bajo estados tensionales variables simples y

complejos.UNIDAD 05) Cojinetes de rodadura. Rodamientos: Descripción de diversos tipos y caracteristicaspertinentes.UNIDAD 06) Dimensionamiento resistencial de árboles transmisores de potencia mecánica.UNIDAD 07) Ley fundamental del engrane plano y caracteristicas varias del engrane por evolvente decírculo.UNIDAD 08) Configuraciones varias y caracteristicas de transmisión de potencia mecánica por trenesordinarios y planetarios de engranes cilíndricos a ejes paralelos.UNIDAD 09) Criterios de dimensionamiento y verificación de trenes de engranes ordinarios por flexión ydesgaste. Configuración y caracteristicas ruedas dentadas cilíndricas helicoidales.UNIDAD 10) Configuración, caracteristicas y modelos de resolución aplicables sobre cojinetes dedeslizamiento hidrodinámicamente lubricados.UNIDAD 11) Configuración y resolución analítica de frenos y embragues.UNIDAD 12) Conceptuación de energía de deformación elástica especifica. Resolución de cuerposimpactados bajo el concepto de impacto de baja velocidad en distintos casos simples y conforme tipode solicitación resultante.

UNIDAD 13) Configuración y resolución de sustentaciones elásticas por resortes cilíndrico helicoidales depaso constante y por ballestas.

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UNIDAD 14) Configuración y resolución cinemática del mecanismo biela – manivela.UNIDAD 15) Resolución velocidad crítica (resonancia) de árboles y ejes.UNIDAD 16) Concepto, consecuencias y resolución analítica del desbalanceo en rotores rígidos.UNIDAD 09) Causas, efectos, tipos de las vibraciones mecánicas. Amortiguación viscosa de lasmismas. Fundación másica de máquinas.

PROGRAMA ANALÍTICOUNIDAD 01) Cuña. Conceptos de energía, trabajo y potencia. Potencia mecánica. Conceptos demáquinas útil, motora y variador mecánico. Acoplamiento entre las mismas. Concepto de freno yembrague. Instalaciones con motor, variador mecánico, máquina útil, freno y embrague. Motoreseléctricos asincrónicos. Curvas de arranque con máquina útil sin carga y con carga, con embrague ysin enbrague. Tiempos comparativos de arranque entre un caso y el otro. Instalación conjunta devariadores mecánicos por correas, engranes y cadenas.UNIDAD 02) Aplicación estática de cargas: Tensiones y deformaciones bajo flexión, torsión, cargasaxiales y cizallantes. Criterios de dimensionamiento por resistencia admisible. Coeficiente desobredimensionamiento.

UNIDAD 02) Estados de tensión planos y espaciales. Teorías de falla de la máxima tensión normal, dela máxima tensión tangencial y de la máxima energía de distorsión. Comparación entre las mismas.UNIDAD 03) Transmisión de potencia mecánica por correas (elementos flexibles): Relación detransmisión. Relación entre los esfuerzos en ambos ramales de la correa conforme potencia a transmitir.Esfuerzos de montura, medio y alternativo. Correas planas y trapeciales. Coeficiente combinado defricción y acuñamiento. Selección tablar de correas trapeciales.UNIDAD 04) Solicitaciones variables: Esfuerzos medio y alternativo. Admisibilidad a vida finita eindeterminada. Factores modificatorios (concentración de tensiones, acabado superficial, confiabilidad,tamaño, temperatura, otros efectos). Dimensionamiento y/o verificación de cuerpos bajo estadostensionales variables simples y complejos. Diagramas de Goodman.

UNIDAD 05) Cojinetes de rodadura. Rodamientos: Descripción de diversos tipos. Capacidad estática ydinámica de carga. Relación entre carga y vida útil. Concepto de duración estadística. Cargaequivalente, constante y variable. Excentricidad de funcionamiento. Selección tablar.UNIDAD 06) Ejes y árboles de transmisión de potencia mecánica: Cargas y solicitaciones.Dimensionamiento resistencial de árboles transmisores de potencia mecánica. Código A. S. M. E.(American Society of Mechanical Engineers). Influencia de la flexión, de la carga axial, de la torsión yde los cojinetes en el diseño. Dimensionamiento y verificación con diagramas de Goodman.UNIDAD 07) Transmisión por engranes: Ley fundamental transversal del engrane. Relación detransmisión. Perfiles conjugados. Superficies primitivas. Perfiles a evolvente de círculo. Característicasgeométricas y cinemáticas. Pasos, módulos y ángulo de presión transversales. Recta de presión. Líneay duración de engrane.

UNIDAD 08) Trenes ordinarios y planetarios de engranes cilíndricos: Configuraciones. Relación entrevelocidad y cupla motoras y conducidas. Expresión de Willys. Cajas de transmisión por trenes deruedas dentadas. Aplicación de trenes planetarios en dirección de automotores, trenzado de cables y enrobótica.UNIDAD 09) Criterios de dimensionamiento y verificación de trenes de engranes por flexión y desgaste.Expresiones A.G.M.A. (American Gear Manufacturers Association). Ruedas dentadas cilíndricashelicoidales: Ángulo de inclinación. Plano de engrane y líneas de contacto. Pasos y módulos normal ytransversal. Empuje axial y reacciones de vínculo.UNIDAD 10) Cojinetes de deslizamiento: Ley de Newton. Viscosidad dinámica y cinemática.Lubricación seca, semilíquida y líquida. Presión hidrodinámica. Modelo de Petroff. Modelo unidireccional

de Reynolds. Solución de Sommerfeld y gráficos de Raymondi - Boyd. Coeficiente de fricción y espesormínimo de película. Estabilidad de funcionamiento. Potencia perdida por fricción.

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UNIDAD 11) Frenos y embragues: Distintos tipos. Relación momento torsor a transmitir (frenar) - fuerzade accionamiento.UNIDAD 12) Energía de deformación elástica especifica en solicitación normal y en solicitacióntangencial. Módulo de resiliencia. Energía de deformación elástica en cuerpos ante solicitaciones axial,de flexión y de torsión. Impacto de baja velocidad. Tensiones y deformaciones dinámicas antesolicitaciones axial, de flexión y de torsión. Coeficiente de impacto.UNIDAD 13) Resortes cilíndricos helicoidales de paso constante y elásticos a ballesta: Tensiones y

deformaciones bajo solicitaciones estáticas. Constantes elásticas. Pretensado de Ballestas.UNIDAD 14) Mecanismo articulado biela - manivela: Aplicación en motores de combustión interna y encompresores de gases. Análisis cinemático y dinámico.UNIDAD 15) Velocidad crítica de árboles y ejes: Concepto. Cálculo de la velocidad crítica en casosparticulares simples. Criterios de Raylegh - Ritz y de Dunkerley para la determinación de la frecuenciacrítica en un rotor de n masas.UNIDAD 16) Equilibrio de rotores rígidos: Desbalanceo estático y dinámico. Ecuaciones vectoriales ycartesianas de balanceo. Ejes principales de inercia. Métodos analíticos de balanceo.UNIDAD 09) Vibraciones mecánicas: Causas y efectos de las vibraciones. Tipos de vibraciones(libres, forzadas y autoexcitadas). Amortiguación viscosa. Vibración libre de un sistema de un grado delibertad con amortiguación viscosa. Interpretación de las conclusiones según fuese el factor deamortiguación. Vibración forzada de un sistema de un grado de libertad sin amortiguación y conamortiguación viscosa. Coeficiente de magnificación. Fuerza transmitida a la sustentación. Fundaciónmásica.

BIBLIOGRAFÍAPublicaciones de la cátedra y de otros: http://campus.fi.uba.ar - Dto. de Ing. Mecánica - 67.12Mecanismos B.Catálogos de distribuidores y fabricantes de correas, poleas, cadenas, engranes, acoplamientos,rodamientos, cojinetes de deslizamiento, motores eléctricos, frenos, embragues, reductores develocidad por engranes, publicaciones de otros autores, con vínculos en http://campus.fi.uba.ar

Diseño de mecanismos, Autores: Erdman – Sandor, Ed.: Pearson / Prentice-HallDiseño de maquinaria, Autor: Norton, Ed.: Mc Graw-HilTeoría de máquinas y mecanismos, Autores: Shigley – Uicker, Ed.: Mc Graw-HillMecanismos y dinámica de maquinaria, Autores: Mabie – Ocvirk, Ed.: LimusaCurso de la teoría de mecanismos y máquinas, Autor: Baránov, Ed.: MirMecanismos en la técnica moderna, Autor: Artobolevski, Ed.: MirMecanismos, Autor: Kozhevnikov, Ed.: Gustavo GiliCinemática de mecanismos, Autor: Dijksman, Ed.: LimusaAnálisis y síntesis cinemática de sistemas mecánicos, Autor: Angeles Alvarez, Ed.: LimusaMecanismos autoalineadores, Autor: Réshetov, Ed.: MirDinamic balancing of rotating machinery, Autor: Wilcox, Ed.: PitmanMecanismos, Autor: Dasso, Ed.: Universidad Nacional de Lomas de ZamoraDiseño en ingeniería mecánica, Autores: Shigley – Uicker, Ed.: Mc Graw-Hill

Diseño de máquinas, Autor: Norton, Ed.: Pearson / Prentice-HallDiseño de elementos de máquinas, Autor: Faires, Ed.: Noriega / LimusaDiseño de máquinas, Autores: Hall – Holowenco – Laughlin, Ed.: Mc Graw-Hill / Serie de compendios SchaumCálculo de elementos de máquinas, Autores: Vallance – Doughtie, Ed.: AlsinaIngeniería de diseño, Autor: Orlov, Ed.: MirElementos de máquinas, Autores: Dobrovolski – Zablonski – Mak – Radchik – Erlij, Ed.: MirTratado teórico-práctico de elementos de máquinas, Autor: Niemann, Ed.: LaborFundamentos de diseño para ingeniería mecánica, Autor: Juvinall, Ed.: LimusaProyecto de elementos de máquinas, Autor: Spotts, Ed.: RevertéDiseño de elementos de máquinas, Autor: Mott, Ed.: Prentice-HallManual de engranajes, Autor: Dudley, Ed.: CECSADiseño y análisis de elementos de máquinas, Autor: Slaymaker, Ed.: LimusaElementos de máquinas, Autor: Amé, Ed.: Universidad Nacional de Lomas de Zamora

Guía para el estudio de los elementos de máquinas. Breve introducción al análisis de las causas de lasaverías en los rodamientos, Autor: Amé, Ed.: Universidad Nacional de Lomas de ZamoraResistencia de materiales, Autor: Timoshenko, Ed.: Espasa Calpe

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Mecánica de materiales, Autores: Gere – Timoshenko, Ed.: Grupo Editorial IberoaméricaCurso superior de resistencia de materiales, Autores: Seely – Smith, Ed.: NigarEstabilidad II, Autor: Fliess, Ed.: KapeluszCiencia de la construcción, Autor: Belluzzi, Ed.: AguilarResistencia de materiales, Autor: Feodosiev, Ed.: MirManual de resistencia de materiales, Autores: Pisarenko – Yákovlev – Matvéev, Ed.: MirResistencia de materiales, Autor: Stiopin, Ed.: MirMecanismos, Autores: O. Falco y E. H. Lasuría, Centro Estudiantes de IngenieríaEstática, Autores: Arthur P. Boresi -- Richard J. Schmidt, Thomson Learning

Dinámica, Autores: Arthur P. Boresi -- Richard J. Schmidt, Thomson LearningMecánica, Marcelo Alonso - Edward J. Finn, Fondo Educativo InteramericanoMecánica Elemental, Juan G. Roederer, EUDEBAProyecto de Máquinas, Pablo Tedeschi, EUDEBAFundamentos de Mecanismos y Máquinas para Ingenieros, R. Perez y J. Carta González, McGrawHillManual de la Ingeniería, Academia Hütte - Berlín - AlemaniaMechanical Engineers Handbook, William Kent, Wiley Engineering Handbook SeriesManual Práctico de Engranajes, Ing. G. Henriot, Marcombo S. A. -- Ediciones TécnicasEstándares AGMA e ISO sobre EngranajesDinámica de Estructuras, H. Fernández LongAnálisis Matemático, Rey Pastor - Calleja - Trejo, Editorial KapeluszMáquinas Eléctricas, Alberto R. Gray, EUDEBAConversión Industrial de la Energía Eléctrica, Marcelo A. Sobrevila, EUDEBA

RÉGIMEN DE CURSADAMetodología de enseñanzaExplicación de los distintos temas pertinentes de tenores teórico y práctico (procedimientos de diseño) que seabordan a través de clases analíticas, auxiliadas las mismas con: a) Esquemas a desarrollar en pizarra ycuerpos y sistemas reales en la medida de su tenencia en el aula; b) Esquemas y expresiones expuestas pormedio de la informática en la medida de la tenencia de imágenes y animaciones correspondientes, de red deenergía eléctrica, de acceso a Internet y de equipamiento pertinente en el aula.Exposición en Internet de apuntes de texto de la cátedra de tenores teórico y práctico (procedimientos dediseño), de planillas electrónicas de cálculo para el desarrollo de los Trabajos Prácticos, de trabajos de

extensión de la Cátedra, de animaciones varias, de otros trabajos, de vínculos a otros trabajos existentes enInternet, de vínculos a distribuidores y fabricantes de productos relacionados.Utilización del correo electrónico con el alumnado en la medida este solicite explicaciones o efectúeobservaciones (la Cátedra en http://campus.fi.uba.ar publica los correos electrónicos de los docentespertinentes).Revisión pormenorizada de los TP realizados por el alumnado con señalamiento de los errores incurridos.Preguntas a los alumnos en clase sobre lo que se explica o sobre temas relacionados.La nula existencia de sistemas específicos de laboratorio, más aún de algún espacio físico, hace imposible laenseñanza por este medio.

Modalidad de Evaluación ParcialEn términos mas que generales, las clases y los apuntes de texto de la cátedra, expuestos en Internet(http://campus.fi.uba.ar) estos últimos; se corresponden, todos entre si, con la división por Unidadesefectuadas en los Programas Analítico y Sintético. Así también resulta con las evaluaciones parciales. Elalumnado a través de Internet (http://campus.fi.uba.ar), cuenta con acceso a información, a nivel general, sobreque temas serán solicitados en cada evaluación parcial.

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CALENDARIO DE CLASES

Semana Temas de teoría Resoluciónde problemas

Laboratorio Otro tipo Fecha entregaInforme TP

Bibliografíabásica

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<1>12/03 al 17/03

Presentación temáticay organizacional de laasignatura.Cuña y Repaso

Cinemática yDinámica.

Acreditación AlumnosInicialización LibretasUniversitariasPrimera Parte Teórico

Transmisión dePotencia Mecánicapor Correas.

ApuntesCátedra

<2>19/03 al 24/03

Máquinas Motora y Útil-AccionamientoMáquinas ÚtilesVariadores deVelocidad - Embraguey Freno.

Segunda Parte Teóricoy Primera ParteTrabajo Práctico 1Transmisión PotenciaMecánica porCorreas.

ApuntesCátedra

<3>26/03 al 31/03

Repaso Estática yMecánica deMateriales

Segunda ParteTrabajo Práctico 1Transmisión dePotencia MecánicaPor Correas.

ApuntesCátedra

<4>

02/04 al 07/04

Teórico Teorías de

Falla de ElementosMecánicos

Teórico y Trabajo

Práctico 2: Cojinetesde Rodadura yRodamientosVence plazocomprobaciónaprobación asignaturascorrelativasnecesarias por libretauniversitaria einicialización de lamisma.

Entrega TP 1 -

Correas.

Apuntes

Cátedra

<5>09/04 al 14/04

Teórico SolicitacionesVariables.

1er. PARCIAL -- 1er.OPORTUNIDAD.

ApuntesCátedra

<6>

16/04 al 21/04

Teórico Árbol

Transmisor dePotencia Mecánica

Trabajo Práctico 3:

Árbol Transmisor dePotencia Mecánica.

Aprobación TP1 -

Correas y EntregaTP2 - Rodamientos.

Apuntes

Cátedra

<7>23/04 al 28/04

Teórico Balanceo deRotores Rígidos

1er. PARCIAL --2da. OPORTUNIDADy Recuperación.

ApuntesCátedra

<8>30/04 al 05/05

Teórico Teorema delEngrane. Perfiles aEvolvente de CírculoDeslizamiento entrePerfiles.

Teórico ResortesHelicoidales

Aprobación TP2 -Rodamientos yEntrega TP3 - ÁrbolTransmisor dePotencia Mecánica.

ApuntesCátedra

<9>07/05 al 12/05

TeóricoDimensionamiento yVerificación deEngranesEngranesHelicoidales.

2do. PARCIAL --1er. OPORTUNIDAD.

ApuntesCátedra

<10>14/05 al 19/05

Frenos y Embragues Teórico Trenes deEngranes.

Aprobación TP3 - ÁrbolTransmisor dePotencia Mecánica.

ApuntesCátedra

<11>21/05 al 26/05

Teórico Energía deDeformación eImpacto de BajaVelocidad

2do. PARCIAL --2da. OPORTUNIDADy Recuperación.

ApuntesCátedra

<12>28/05 al 02/06

Teórico VelocidadCrítica de Árboles yEjes

Trabajo Práctico 4 --Trenes de Engranes.

ApuntesCátedra

<13>04/06 al 09/06

Teórico MecanismoBiela – Manivela

3er PARCIAL - 1erOPORTUNIDAD.

Entrega TP4 - Trenesde Engranes.

ApuntesCátedra

<14>11/06 al 16/06

Teórico Cojinetes deDeslizamiento

Trabajo Práctico 5 --Cojinetes de

ApuntesCátedra

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Semana Temas de teoría Resoluciónde problemas

Laboratorio Otro tipo Fecha entregaInforme TP

Bibliografíabásica

Deslizamiento

<15>18/06 al 23/06

Elásticos deBallestas

3er PARCIAL - 2daOPORTUNIDAD yRecuperación.

Aprobación TP4 -Trenes de Engranes yEntrega TP5 -Cojinetes deDeslizamiento.

ApuntesCátedra

<16>25/06 al 30/06 Teórico VibracionesMecánicas Firma HabilitaciónRendición Integradoraen libreta.(Firma TP en libreta,Firma Cursada.

Aprobación TP5Cojinetes deDeslizamiento.

ApuntesCátedra

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CALENDARIO DE EVALUACIONES

Evaluación Parcial

Oportunidad Semana Fecha Hora Aula

Observaciones sobre el Temario de la Evaluación Parcial

Otras observaciones

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1º 5 12/09 9:30 Facultad

2º 7 26/09 9:30 Facultad

3º4º

En un principio, la asignatura resulta con 3 (tres) evaluaciones. 2 (dos) de aprobación obligatoria con 2 (dos) oportunidades cada uno y 1(uno) de promoción con 2 (dos) oportunidadesPor escasez de espacio en este cuadro sólo se detallan las fechas correspondientes al primer parcial. Las Aulas resultarán las queasigne la Facultad para el desarrollo de los cursos. Así también y a desarrollarse la asignatura con 4 (cuatro) cursos, resultan expuestasúnicamente las fechas correspondientes a uno de dichos cursos.

Aulas a establecer por la Facultad

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