FACULTAD DE INGENIERÍA
DIVISIÓN DE INGENIERÍA MECÁNICA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA
Programa de la Asignatura: INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LOS MECANISMOS
Clave: 0361 Núm. de créditos: 8
Carrera: ING. MECÁNICO
Duración del curso:
Semanas: 16
Horas: 64
Semestre: 6
Horas a la semana:
Teoría: 4 Obligatoria: SI
Prácticas: 0 Optativa:
OBJETIVO DEL CURSO
Que el alumno aprenda a utilizar las técnicas modernas de
análisis y de síntesis de sistemas mecánicos, compuestos por
eslabones rígidos articulados, levas y engranes. Al final del
curso el alumno podrá crear sistemas de mecanismos para reali
zar una aplicación específica.
TEMAS
Núm: Nombre: Horas
I CINEMÁTICA DEL CUERPO RÍGIDO Y GENERALIDADES SOBRE MECANISMOS 12
II ANÁLISIS DE MECANISMOS CON PARES INFERIORES 10
III SÍNTESIS DE MECANISMOS CON PARES INFERIORES 14
IV ANÁLISIS Y SÍNTESIS DE MECANISMOS CON PARES SUPERIORES 14
V TRENES DE ENGRANES 14
64
ASIGNATURAS ANTECEDENTES :
ÁLGEBRA LINEAL
GEOMETRÍA ANALÍTICA
CINEMÁTICA
COMPUTADORAS Y PROGRAMACIÓN
MÉTODOS NUMÉRICOS
CÁLCULO III
ASIGNATURA CONSECUENTE OBLIGATORIA :
ANÁLISIS DINÁMICO DE MAQUINARIA
ASIGNATURAS CONSECUENTES :
ANÁLISIS DINÁMICO DE MAQUINARIA
DISEÑO DE ELEMENTOS DE MÁQUINAS
APLICACIÓN DE VIBRACIONES MECÁNICAS
ROBÓTICA
DISEÑO Y MANUFACTURA ASISTIDA POR COMPUTADORA
ANTECEDENTES, OBJETIVOS Y CONTENIDOS DE LOS TEMAS
I CINEMATICA DE CUERPO RIGIDO Y GENERALIDADES SOBRE MECANISMOS
ANTECEDENTES:
Cinemática
Cálculo III
Algebra Lineal
OBJETIVO:
El alumno analizará los sistemas mecánicos reales
a través de su modelo cinemático y de las ecuaciones
de movimiento asociadas al modelo.
CONTENIDO:
I.1 Caracterización de los mecanismos más
comunmente utilizados en la
Ingeniería Mecánica
I.2 Grado de libertad de un mecanismo.
Fórmula de Grübler
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
II ANÁLISIS DE MECANISMOS CON PARES INFERIORES
ANTECEDENTES:
Computadoras y Programación
Cinemática
OBJETIVO:
El alumno obtendrá los 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.
CONTENIDO:
II.1 Análisis entrada-salida. Ecuación
de Freudenstein. Uso de métodos
analógicos, digitales e híbridos
II.2 Análisis del movimientos de los
puntos de la barra acopladora
II.3 Movilidad de los mecanismos
II.4 Métodos Gráficos
III SINTESIS DE MECANISMOS CON PARES INFERIORES
ANTECEDENTES:
Métodos Numéricos
Algebra Lineal
Cinemática
OBJETIVO:
El alumno determinará los parámetros geométricos
de un mecanismos de topografía dada, en base a su
operación y requerimientos en maquinaria automática.
CONTENIDO:
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 le 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. Ángulo de
transmisión
IV ANÁLISIS Y SÍNTESIS DE MECANISMOS CON PARES SUPERIORES.
ANTECEDENTES:
Métodos Numéricos
Geometría Analítica
Cinemática
OBJETIVO:
El alumno obtendrá: 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.
CONTENIDO:
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 Restricción 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
V TRENES DE ENGRANES
ANTECEDENTES:
Cinemática
OBJETIVO:
El alumno calculará 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.
CONTENIDO:
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
V.6 Análisis de trenes planetarios: deducción
de los métodos tubular y de fórmula
V.7 Trenes diferenciales
TECNICAS DE ENSEÑANZA: ELEMENTOS DE EVALUACION:
Exposición oral (X) Exámenes parciales (X)
Exposición audiovisual (X) Exámenes finales (X)
Ejercicios dentro de clase (X) Trabajos y tareas fuera del aula (X)
Ejercicios fuera del aula (X) Participación en clase (X)
Seminarios (X) Asistencia a prácticas ( )
Lecturas obligatorias (X) Otros:
Trabajo de investigación (X)
Prácticas de taller o laboratorio ( )
Prácticas de campo ( )
Otras: SE RECOMIENDA TENER SESIONES
DEMOSTRATIVAS
BIBLIOGRAFÍA
Texto Temas de la materia para los que se recomienda:
TEXTOS BASICOS
ANGELES J. TODOS
"Análisis y Síntesis Cinemáticos de Sistemas Mecánicos"
Limusa
México 1978
MABIE, H.H. y OCVIRTH, F.W. TODOS
"Mecanismos y Dinámica de Maquinaria"
Limusa
México, 1978
BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA
SHIGLEY J.E. y VICKER J.J. I, II, IV, V
"Theory of Machines and Mechanisms"
Mc Graw-Hill
Nueva York, 1980
SONI, A. H. III
"Mechanism Synthesis and Analysis"
Mc Graw-Hill
E.E.U.U., 1974
SANDOR, G. N. y ERDMAN, A. G. I, III
"Advanced Mechanism Design: Analysis and Synthesis"
Prentice-Hall
Nueva Jersey, 1984