LA CATEDRA

Profesores:

Dr. Fernando Quintana

Ing. Agustín Rauschert

Ayudante:

Ing. Juan Carlos García

CALENDARIO

Primer Parcial

FECHA A DEFINIR

Segundo Parcial

FECHA A DEFINIR

Exámen Final

FECHA A DEFINIR

BIBLIOGRAFIA

Diseño de Maquinaria

Design of Machinery

Diseño de Máquinas

Mecanismos y Dinámica de Maquinaria

Elementos de Máquinas

Fundamentals of Fluid Film Lubrication

Diseño en Ingeniería Mecánica

Theory of Machines and Mechanismos

Bienvenido a la página web de mecanismos

PROGRAMA DE LA MATERIA

Unidad 1 : Fundamentos de cinemática

Introducción - Sistemas de referencia -Grados de libertad - Cuerpo rígido - Movimiento plano y movimiento espacial - Movimiento de traslación, de rotación, polar y complejo - Eslabones cinemáticos - Nodos - Eslabones binarios, ternarios y cuaternarios - Juntas o pares cinemáticos - Clasificación - Pares superiores e inferiores - Los seis pares inferiores - Cadena cinemática - Mecanismo - Máquina - Mecanismo de cuatro eslabones - Manivela - Balancín - Biela - Fijación - Grados de libertad de un mecanismo - Ecuación de Gruebler - Ejemplos de mecanismos planos - Grados de libertad de mecanismos espaciales - Síntesis numérica - Mecanismos y estructuras isostáticas e hiperestáticas - Paradojas en la ecuación de Gruebler - Grados de libertad en mecanismos espaciales - Isómeros - Mecanismos de Watt y de Stephenson - Transformación de eslabonamientos - Mecanismos de movimiento intermitente - mecanismos de trinquete - Inversiones de mecanismos - Condición de Grashof - Combinaciones resultantes - Eslabonamiento de paralelogramo - Eslabonamientos de más de cuatro barras - Rotabilidad - Revolvabilidad - Generación de función - Generación de trayectoria - Generación de movimiento - Condiciones límite : configuraciones estacionarias, ángulo de transmisión

Unidad 2 : Análisis de posición

Sistemas de coordenadas - Teoremas de Euler y Chasles - Análisis de posición de un mecanismo de cuatro barras - Representación del lazo vectorial de eslabonamientos - Aplicación al mecanismo de cuatro barras - Representación mediante notación compleja - Eslabonamientos con más de cuatro barras - Eslabonamiento de cinco barras con engranaje - Eslabonamientos de seis barras - Posición de un punto en un eslabonamiento - Angulo de transmisión - Posiciones estacionarias - Circuitos y ramas en eslabonamientos

Unidad 3 : Análisis de velocidad

Análisis de velocidad mediante marcos de referencia intermedios - Traslación y rotación - Concepto de punto vehículo - Análisis gráfico de velocidad - Análisis de velocidad mediante representación compleja - Centro instantáneo de velocidad - Regla de Kennedy - Análisis de velocidad utilizando los centros instantáneos - Relación de velocidad angular - Ventaja mecánica - Centrodo fijo y centrodo móvil

Unidad 4 : Análisis de aceleración y fuerzas

Análisis de aceleración mediante marcos de referencia intermedios - Aceleración de Coriolis - Análisis gráfico de aceleración - Soluciones analíticas - Rapidez de aceleración- Momento de inercia- Teorema de Steiner- Radio de giro- Centro de Percusión- Análisis de fuerzas por el método matricial- Análisis de fuerzas de un mecanismo de cuatro barras

Unidad 5 : Diseño de Levas

Clasificación de sistemas leva-seguidor - Dimensionamiento de la leva - Angulo de presión - Momento de volteo - Diagramas SVAJ - Criterios de suavidad para el diseño de levas - Movimiento armónico simple - Desplazamiento cicloidal - Funciones combinadas : aceleración trapezoidal - aceleración trapezoidal modificada - aceleración senoidal modificada - Funciones de bajada - Levas con detenimiento simple : cicloidal y armónica doble - Funciones polinomiales - Diseño gráfico de levas - Fabricación por generación - Círculo base y círculo primitivo - Angulo de presión - Excentricidad - Momento de volteo en seguidores de cara plana - Radio de curvatura - Diseño analítico - Método de Carver & Quinn - Levas radiales con seguidor de rodillo - Levas de contorno

Unidad 6 : Engranajes

Engranajes - Condición fundamental de los engranajes - Línea de acción - Curvas conjugadas - Estudio de las involutas como curvas conjugadas - Involutometría - Detalles de los engranajes rectos - Normalización de engranajes - Características de acción de la involuta - Relación de contacto - Cremalleras - Métodos de fabricación de engranajes - Interferencia de involuta - Número mínimo de dientes para evitar la interferencia - Variación de la distancia entre centros y juego entre engranajes - Engranajes internos - Engranajes helicoidales entre ejes paralelos - Relaciones geométricas de los dientes - Engranaje recto equivalente - Relaciones de contacto de engranajes helicoidales - Engranajes cónicos - Aproximación de Tredgold - Cono de referencia - Ruedas planas - Engranajes cónicos espirales - Engranajes hipoides

Unidad 7 : Trenes de engranajes

Trenes de engranajes - Trenes simples y complejos - Trenes recurrentes y no recurrentes - Problemática del diseño - Trenes con ejes móviles - Análisis por tabulación - Análisis por fórmula - Ejemplos - Tren reductor de Humpage - Mecanismo diferencial

Unidad 8 : Tribología

Tribología - Superficies concordantes y no concordantes - Fricción - Leyes cuantitativas - Interacción entre superficies - Teorías sobre la fuerza de fricción - Desgaste - Desgaste por adhesión y por abrasión - Leyes generales - Desgaste por fatiga Rugosidad de las superficies - Lubricación hidrodinámica - Lubricación elastohidrodinámica - Lubricación marginal - Parámetro de película - Lubricantes - Propiedades de los lubricantes

Unidad 9 : Lubricación

Bases lubricantes - Aditivos - Viscosidad - Viscosimetría - Indice de Viscosidad - Clasificación de las bases - Clasificación de los lubricantes - Normas ISO VG y SAE - Ecuación de Reynolds - Análisis de cada uno de los términos - Cojinetes de empuje deslizantes - Casos particulares - Cálculo de
cojinetes axiales - Cojinetes de empuje radial (bujes) - Ecuación de Pétrov - Casos particulares - Cálculo de cojinetes radiales

Unidad 10: Rodamientos

Introducción- Tipos de rodamiento - Análisis comparativo con cojinetes de fricción - Rodamientos de bolas - Rodamientos de rodillo - Rodamientos cónicos - Carga axial - Carga radial - Carga combinada - Vida L10 de un rodamiento - Selección de rodamientos - Condiciones de servicio - Falla de rodamientos.

Unidad 11 : Tensiones de contacto

Tensiones de contacto - Tensiones axisimétricas en un sólido de revolución sin torsión - Soluciones polinómicas - Fuerzas en un punto de un sólido infinito Par de fuerzas opuestas alineadas - Centro de compresión - Fuerza concentrada en un medio semi-infinito - Fuerzas distribuidas en un cuerpo sólido semi-infinito - Distribución circular con carga uniforme -Tensiones y deformaciones producidas por una distribución circular con carga uniforme - Problema inverso - Presión entre dos cuerpos esféricos en contacto - Solución de Hertz -Problema general de dos cuerpos en contacto - Presión entre dos cuerpos cilíndricos en contacto

Unidad 12 : Juntas y sellos

Introducción - Definición de tasa de perdida y “cero perdida”.- Clasificación de sellos - Juntas y dispositivos para sellado estático - Materiales - Juntas energizadas y no energizadas por presión exterior - El O-ring - Sellantes - Sellos dinámicos - Sellos axiales: sellos mecánicos, mecanismos de sellado, requerimientos básicos - Sellos radiales para ejes rotantes y alternantes - Empaquetaduras - Sellos de fieltro - Sellos de diafragma.

Unidad 13 : Tornillos de potencia y elementos de fijación

Tornillos - Perfiles del filete y aplicaciones - Sistemas de roscas - Sistemas de ajuste - Métodos de fabricación - Tornillos de potencia - análisis de fuerzas – Eficiencia - Autobloqueo

Unidad 14 : Transmisiones por correas y cadenas

Introducción- correas planas- influencia de la velocidad sobre la capacidad de transmitir potencia- selección del tipo de correa plana a usar - correas de plástico - correas trapeciales- efecto de acuñamiento- coeficiente de roce equivalente - normalización- correas múltiples en v, comunes, ó de uso industrial - dimensiones de ruedas y gargantas - distancia entre centros - longitud de correa normalizada y medida de la misma - designación - nivel de servicio [ns%] - protocolo de selección para correas múltiples en v - cinemática de cadenas – incremento de cuerda y cambio de velocidad - longitud de la cadena y cantidad de eslabones – soldadura instantánea de las cadenas de rodillos – tipos de lubricación