G4031324 - Máquinas e Mecanismos (Común á Rama Industrial) - Curso 2013/2014

Información

• Créditos ECTS
• Créditos ECTS: 6.00
• Total: 6.0
• Horas ECTS
• Clase Expositiva: 33.00
• Clase Interactiva Laboratorio: 12.00
• Clase Interactiva Seminario: 4.00
• Horas de Titorías: 2.00
• Total: 51.0

Outros Datos

• Tipo: Materia Ordinaria Grao RD 1393/2007
• Departamentos: Física Aplicada
• Áreas: Física Aplicada
• Centro: Facultade de Ciencias [L]
• Convocatoria: 1º Semestre de Titulacións de Grao/Máster
• Docencia e Matrícula: null

Profesores

Nome	Coordinador
LOPEZ FERNANDEZ, MANUEL.	SI

Horarios

Nome	Tipo Grupo	Tipo Docencia	Horario Clase	Horario exames
Grupo /CLE_01	Ordinario	Clase Expositiva	SI	SI
Grupo /CLIL_01	Ordinario	Clase Interactiva Laboratorio	SI	NON
Grupo /CLIL_02	Ordinario	Clase Interactiva Laboratorio	SI	NON
Grupo /CLIS_01	Ordinario	Clase Interactiva Seminario	SI	NON
Grupo /TI-ECTS01	Ordinario	Horas de Titorías	SI	NON
Grupo /TI-ECTS02	Ordinario	Horas de Titorías	SI	NON
Grupo /TI-ECTS03	Ordinario	Horas de Titorías	SI	NON

Programa

Existen programas da materia para os seguintes idiomas:

Castelán

Galego

Obxectivos da materia
A materia de Máquinas e Mecanismos impártese no quinto semestre da carreira Grado de Enxeñeiro de Procesos Químicos Industriais da Facultade de Ciencias de Lugo. Supón o primeiro contacto dos estudantes co estudo das máquinas e mecanismos, polo que ten un marcado carácter xeralista.
O obxectivo da materia é introducir os fundamentos de conceptos moi usados nos sistemas mecánicos como as vibracións, o equilibrado, a fricción, o desgaste,… así como que os estudantes aprendan os instrumentos necesarios para afrontar a problemática fundamental ligada á identificación, esquematización e análise de máquinas mecánicas e de compoñentes mecánicos de todo tipo de máquinas existentes.
Coñecer os fundamentos da Mecánica do sólido ríxido e os fundamentos da teoría de mecanismos.
Coñecer os fundamentos da dinámica de máquinas e resolver problemas relacionados coa mecánica do sólido ríxido, a teoría de mecanismos e a dinámica de máquinas, empregando, se é necesario,recursos informáticos.
Poder recoñecer cada un dos compoñentes e sistemas dunha máquina real. Aplicar os coñecementos básicos da mecánica do sólido ríxido ao estudo de sistemas multicorpo empeleados en sistemas mecánicos reais.
Adquirir os conceptos básicos, cinemáticos e dinámicos, relacionados coas cadeas cinemáticas e os diferentes elementos mecánicos e sistemas que compoñen unha máquina.
Calcular velocidades, aceleracións e forzas en calquera mecanismo plano.
Familiarizar o alumno cos mecanismos básicos máis utilizados no deseño de máquinas, así como coas técnicas de modelización, simulación e síntese destes.
A utilización do ordenador como ferramenta fundamental de simulación e deseño.

Contidos
TEORÍA

1. ELEMENTOS DE MÁQUINAS. DESCRICIÓN
Mecanismos e sistemas. Mecanismos de transmisión. Mecanismos de transformación do movemento. Bielas. Engrenaxes. Levas. Parafusos. Resortes. Rodamentos. Chumaceiras. Freos e embragues. Transmisións. Correas. Cadeas. Bombas e motores hidráulicos. Sistemas hidráulicos e pneumáticos.

2.- CINEMÁTICA DE MECANISMOS
Introdución. Definicións e clasificacións. Graos de liberdade (GDL). Tipos de movemento.
Leis de Gruebler. Elos, xuntas e cadeas cinemáticas. Graos de liberdade. Mecanismos e estruturas. Paradoxos. Isómeros. Transformación de eslabonamientos. Movemento intermitente. Investimentos dun mecanismo. A condición de Grashof. Clasificación do eslabonamiento de catro barras. Eslabonamientos de máis de catro barras. Os resortes como elos. Mecanismos rotativos. Xunta cardán. Motores e impulsores. Esquematización e normalización.

3.- SÍNTESE GRÁFICA DE ESLABONAMIENTOS
Introdución. Síntese. Xeración de función, traxectoria e movemento. Condicións límite. Síntese dimensional de 2 e 3 posicións. Mecanismos de retorno rápido (4 e 6 barras). Curvas do axustador. Cognados. Mecanismos para movemento rectilíneo. Mecanismos con detemento.

4. ANÁLISE DE POSICIÓN DE ESLABONAMIENTOS
Sistemas de coordenadas. Posición e desprazamento. Translación, rotación e movemento complexo. Análise gráfica de posición de eslabonamientos. Análise alxébrica de posición de eslabonamientos. Representación do lazo vectorial de eslabonamientos. Ecuación de lazo vectorial. A solución de posición para distintos eslabonamientos. Posición dun punto calquera nun eslabonamiento. Ángulos de transmisión. Valores extremos do ángulo de transmisión. Posicións de agarrotamento

5. ANÁLISE DE VELOCIDADE
Introdución. Definición de velocidade. Análise gráfica de velocidade. Centros instantáneos de velocidade (CI). Análise de v con centros instantáneos. Relación de velocidade angular. Vantaxe mecánica. Uso dos CI no deseño de eslabonamientos. Céntrodos. Velocidade de deslizamento. Análise de velocidade en distintos eslabonamientos. Velocidade dun punto calquera nun eslabonamiento.

6. ANÁLISE DE ACELERACIÓN
Introdución. Definición de aceleración. Análise gráfica de aceleración. Solucións analíticas para a análise de aceleración de varios mecanismos. Aceleración de Coriolis. Eslabonamiento de catro barras de manivela-corredía invertido. Eslabonamientos de n barras. Aceleración dun punto calquera nun eslabonamiento. Tolerancia humana á aceleración. Rapidez de aceleración.

7. DESEÑO DE LEVAS
Clasificación das levas e os seguidores. Diagramas desprazamentos. Selección do movemento. Deseño gráfico de perfís de levas. Leva de placa con seguidor oscilante de cara plana. Leva de placa con seguidor oscilante con rolo. Ángulo de presión da leva. Diámetro do círculo base. Leva de retorno positivo. Varas primarias e secundarias. Derivadas do movemento do seguidor. Levas de gran velocidade. Movementos estándar das levas.

8. ENGRENAXES E TRENS.
Introdución. Tipos de engrenaxes. Terminoloxía e definicións. Lei fundamental do engrene.
Curva evolvente. Cambio de distancia entre centros. Ángulo de presión. Engrenaxes interiores.
Normalización. Deslizamento dos dentes. Interferencia e rebaixe. Engrenaxes helicoidais. Engrenaxes cónicas. Engrenaxes sen fin. Transmisións de banda e de cadea. Trens de engrenaxes. Introdución. Clasificación dos trens de engrenaxes. Trens simples. Trens compostos. Trens planetarios. Transmisións especiais.

9. FORZAS ESTÁTICAS
Sistemas de unidades. Forzas aplicadas e de restrición. Condicións para o equilibrio. Diagramas de corpo libre. Programas do cálculo. Elementos de dous e tres forzas. Elementos de catro forzas. Análise de forzas en engrenes rectos e helicoidais. Engrenes cónicos rectos. Modelos de forza de fricción. Análise de forzas estáticas con fricción.

10. FUERZAS DINÁMICAS

Análisis de fuerzas en cuerpos rígidos y elásticos. Centroides y centros de masa 13-3 Momento de inercia. Fuerzas de inercia y el principio de D' Alembert. Principio de superposición. Un ejemplo de análisis gráfico. Rotación alrededor de un centro fijo. Medición del momento de inercia. Análisis de un mecanismo de cuatro barras. Fuerzas y momentos de sacudimiento. Análisis por computadora.

11.- RESISTENCIAS PASIVAS
Mecanismos basados en el rozamiento. Deslizamiento. Pivotamiento. Rodadura. Cono de rozamiento. Contacto multipuntual. Mecanismos basados en el rozamiento. Rozamiento en los pares helicoidales.

12.- FENOMENOS TRIBOLÓGICOS:
Fricción, desgaste, lubricación y adhesión. Cojinetes. Rodamientos. Tipos. Tipos de desgaste. Fatiga. Curva de Stribeck. Tipos de lubricación. Tipos de lubricantes. Características de los lubricantes. Grasas. Lubricantes sólidos. Aplicación de lubricantes y grasas. Sistemas centralizados. Lubricación EHD. Lubricación de Engranajes.



PRÁCTICAS
Existen dous tipo de prácticas:
. de ordenador, que utiliza diferentes programas informáticos de doada adquisición.
. de laboratorio, onde se necesita a axuda de maquetas ou prototipos para o seu desenvolvemento.
1: práctica de análise de mecanismos e simulación con software.
2: cálculo de diagrama de par
3: equilibrado dun rotor
4: práctica con caixa de cambios
5: práctica con tren de engrenaxes.
6: práctcia con caixa diferencial.

Bibliografía básica e complementaria
IMO-61-1-NORTON, Robert L. Diseño de maquinaria. 1ª Edic. Ed. Mc Graw Hill.
-Mabie H.H, Reinholtz C.F.; Mecanismos y Dinámica de Maquinaria. Limusa, 1998.
FIM-615-1-NORTON, Robert L. Diseño de maquinaria. 4ª Edic. Ed. Mc Graw Hill.
-Mabie H.H, Reinholtz C.F.; Mecanismos y Dinámica de Maquinaria. Limusa, 2009.
-SIMÓN, A.; BATALLER, A.; Y OTROS.- Fundamentos de Teoría de Máquinas. Ed. Bellisco. 2000
-ERDMAN, A. G.; SANDOR, G. N. Diseño de mecanismos. Análisis y Síntesis. Ed. Prentice Hall. 1997.
-CALERO, R.; CARTA, J. A. Fundamentos de mecanismos y máquinas para ingenieros. Ed. McGraw Hill. 1999
IMO-44 - SHIGLEY, J.E. Teoría de Máquinas y Mecanismos. Ed. Mc Graw Hill
-Pintado P.; Teoría de Máquinas. UCLM, 1999
-V.M. Faires. Diseño de Elementos de Máquinas, Ed. UTHEA
-Shigley-Mischke. Diseño en Ingeniería Mecánica. Ed. Mc.Graw Hill
-M.Vazquez. “Mecánica para Ingenieros”.
-Calero Pérez. “Fundamentos de Mecanismos y Máquinas para Ingenieros”. Ed.:Mc Graw Hill.
IMO-35 -Martell Perez, J., Moliner, P.R. Elementos de Máquinas. R. UNED.
-J.C. García Prada, C. Castejón Sisamón, H. R. Alonso. Problemas resueltos de teoría de máquinas y mecanismos. Thomson- Paraninfo, 2007.
IMO-116 -Rubio Alonso. Problemas de mecanismos.

Competencias
Coñecemento dos principios de teoría de máquinas e mecanismos.
Coñecemento en materias básicas e tecnolóxicas, que os capacite para a aprendizaxe de novos métodos.
Capacidade de resolver problemas con iniciativa, toma de decisións, creatividade, razoamento crítico e de comunicar e transmitir coñecementos, habilidades e destrezas.
Resolución de problemas
Aplicación da informática no ámbito de estudo
Aprendizaxe e traballo autónomos. Creatividade. Diseño de mecanismos. Traballo en equipo.


Metodoloxía da ensinanza
Nas clases de teoría explícanse os conceptos teóricos establecidos no programa da materia, tratando de seguir unha metodoloxía que facilite a adquisición dos coñecementos por parte dos alumnos. A docencia apoiarase en apuntamentos de teoría preparados polo profesor, que inclúen contidos teóricos e exemplos ilustrativos, así como en libros da bibliografía.
Nas clases de seminario analizaranse e discutirán os problemas propostos previamente aos alumnos mediante boletíns.
Nas prácticas aplícanse os coñecementos e conceptos adquiridos polo alumno nas clases teóricas e de seminario. As prácticas realizaranse na aula de informática e no laboratorio en grupos de dous alumnos.
Propoñerase a realización de traballos en grupo, consistentes no deseño dun mecanismo. Gran parte deses traballos vanse realizar nas sesións de Prácticas. Para iso proporciónanse previamente os coñecementos e as ferramentas necesarias para o seu desenvolvemento. Planifícase un ou máis mecanismos sobre o papel, xa nas sesións de prácticas se discuten co profesor para ser aprobados, corrixidos ou descartados, e ensámblanse nun simulador para comprobar o seu funcionamento. Unha vez comprobado o funcionamento móntase unha maqueta en materiais doadamente manipulables: cartón ou similar... para ver posibles inconvenientes que poden xurdir durante a execución do proxecto. E finalmente realízase a maqueta en materiais máis duros: cartón ríxido, PVC, madeira, metal...
A memoria do traballo será exposta mediante presentación en Power Point. A simulación mediante o simulador utilizado e a maqueta presentarase para comprobar o nivel de execución, o seu rematado e o seu funcionamento.

Sistema de evaluación
Exames: Exame parcial da primeira metade da materia; e exame final da segunda parte ou do total para os que non superaron o parcial. Constan dunha parte de teoría-cuestións e doutra de problemas, cada unhas das cales se puntúa sobre dez, e se alcanza entre ambas as dúas sempre que a cualificación de cada parte non sexa inferior a catro. No caso contrario, o exame está suspenso coa nota máis baixa. Non se admiten calculadoras programables no exame.

Nos exames cualificaranse os contidos e a exposición (a estruturación da análise efectuada); e tamén a presentación. Valorarase a utilización de unidades e os resultados obtidos. En ningún caso puntuarán aquelas respostas que non se razoen convenientemente. Un erro de concepto pode anular unha pregunta; outros erros menores reducirán proporcionalmente a nota desta.

Sistema de avaliación e puntuación

Considerando unha puntuación máxima de 100 puntos propoñemos a súa distribución segundo os tres apartados seguintes:

1. Ata un máximo de 20 puntos en actividades de control (neste apartado necesítanse un mínimo de 10 puntos para aprobar a materia):
- Asistencia e participación activa nas clases.
- Resolución de problemas propostos e elaboración de traballos individuais.
- Traballos en grupo e posta en común de cuestións e problemas.
- Exposición pública de traballos (duns 30 minutos) e problemas.

2. Ata un máximo de 75 puntos en asimilación de conceptos de teoría e problemas, avaliables mediante exame escrito (no que pode incluírse algunha pregunta sobre as prácticas de laboratorio). Neste apartado necesítanse un mínimo de 35 puntos para aprobar a materia. (Se houbese máis dun, a totalidade dos exames escritos forman un só apartado).

3. Ata un máximo de 5 puntos en prácticas de laboratorio, nas que se valorará a destreza e a memoria de prácticas. Neste apartado é obrigatoria a asistencia para aprobar.
No caso de non superar a materia na convocatoria de Febreiro, calquera apartado aprobado se reservará para Xullo.
Os estudantes que se presenten ao exame final sen realizar as actividades de control e avaliación continua, realizarán un exame distinto (máis amplo) ao dos demais alumnos.
No caso de non superar ou non ter realizado as prácticas de laboratorio, deberase recuperar en Xullo mediante a presentación dunha memoria, unha maqueta e un exame escrito.

A realización de traballos, exames e prácticas da materia son obrigatorios.
Tempo de estudo e traballo persoal
Distribución da actividad formativa en créditos ECTS:

Actividad.........Horas presenciales........Factor ......Horas traballo alumnos......Créditos ECTS

Clases maxistrales.......33....................1.5...................49.5...........................3.3
Seminario....................4.....................1.5.....................6..............................0.4
Prácticas Lab................12...................1.129................13.5...........................1.02
Tutorías Grupo
Trabajos Indiv...............2.....................5......................10.............................0.48
Trabajos Grupo
Cuaderno Prácticas
SubTotal......................51 ..........................................79..................................
Tutorías indiv.
Realización exámenes
e revisión.....................5......................3......................15............................0.8
Total...........................56.............................................94............................6

Recomendacións para o estudo da materia
- A asistencia regular e a participación activa nas clases.
- Estudar ao día a materia explicada en clase.
- Realizar os exercicios e actividades propostos.
- Consultar a bibliografía e buscar recursos na Web.
- Consultar en clases calquera dúbida que xurda na explicación, pode resultar de interese para promover unha discusión sobre esta.
- Consultar dúbidas en titoría, en clases ou por correo electrónico.




Xuño 2013