Profesores

Francisco Fernández Zacarías,

Antonio Illana Martos

Situación

Recomendaciones

Es recomendable que el alumno tenga superadas las asignaturas de
física, matemáticas y dibujo de primer curso.

Competencias

Competencias transversales/genéricas

Aprendizaje autónomo.
Creatividad.

Competencias específicas

• Cognitivas(Saber):

  Adquirir un conjunto de conocimientos marcados por el descriptor
  de la asignatura, necesarios como base teórica para su aplicación a
  la
  resolución de problemas relacionados con la cinemática y dinámica de
  mecanismos y las máquinas.
  
  De forma detallada se muestra el siguiente listado de conocimientos,
  por temas, a adquirir en la asigantura:
  
  
  Tema 1.
  - Distinguir conceptualmente entre estructura, mecanismo y máquina.
  - Entender el concepto de mecanismo, su utilidad y características.
  - Conocer las características y propiedades principales de los
  mecanismos de barras articuladas.
  - Comprender el Teorema de Grashof y conocer de su utilidad.
  - Entender la Inversión Cinemática. Saber obtenerla para un
  mecanismo articulado plano y básico.
  - Saber obtener las curvas polares de un mecanismo articulado.
  - Entender qué es un mecanismo articulado afín, conocer su utilidad,
  y
  saber obtenerlo.
  - Concepto y cálculo de la Movilidad de un mecanismo.
  - Conocer los tipos de mecanismos más comunes, así como los de
  determinada importancia dentro de la electrónica: cómo son, para qué
  sirven, cómo funcionan.
  - Aplicar los objetivos anteriores a la resolución de problemas
  reales de carácter fundamental.
  
  Tema 2.
  - Entender el concepto de cinemática y su utilidad y ubicación como
  disciplina dentro de la dinámica.
  - Conocer el movimiento plano general y sus características.
  - Concepto de centro instantáneo de rotación y de las curvas polares
  asociadas a los mismos.
  - Conocer el movimiento plano relativo, desde el punto de vista de
  velocidades y aceleraciones (incluida Colioris). Saber obtener los
  polígonos correspondientes.
  - Aplicar los fundamentos de cinemática del cuerpo rígido del tema
  anterior al caso particular de los mecanismos de barras articuladas.
  - Entender y saber aplicar convenientemente el método de las
  velocidades y aceleraciones relativas para el análisis cinemático de
  mecanismos de barras articuladas en movimiento plano de manera
  gráfica. Asimismo conocer el objetivo, utilidad y características de
  dicho análisis.
  - Entender y saber aplicar convenientemente el método de las
  velocidades y aceleraciones relativas para el análisis cinemático de
  mecanismos de barras articuladas en movimiento plano de manera
  analítica. Asimismo conocer el objetivo, utilidad y características
  de dicho análisis.
  - Conocer de la utilidad de los centros instantáneos de rotación
  para el análisis cinemático de mecanismos de barras articuladas en
  movimiento plano. Saber aplicar el método que lleva su nombre cuando
  sea conveniente.
  - Saber combinar adecuadamente los diferentes métodos de análisis
  cinemático mencionados anteriormente, conociendo para ello las
  características, ventajas e inconvenientes de cada uno.
  - Aplicar los objetivos anteriores a la resolución de problemas
  reales de carácter fundamental.
  
  Tema 3.
  - Entender y saber obtener las ecuaciones de movimiento de un cuerpo
  rígido conocidas sus variables cinemáticas instantáneas.
  - Entender el concepto de momento angular en movimiento plano,
  sus características y la utilidad del principio que lleva su nombre.
  - Entender y saber aplicar convenientemente el Principio de
  D'Alembert en el movimiento plano.
  - Entender el Principio del Equilibrio Mecánico y su diferencia con
  el principio anterior.
  - Saber identificar y acotar un sistema de cuerpos rígidos, y la
  ventaja que tienen estos como sistema para su estudio.
  - Conocer el movimiento plano vinculado y sus características
  principales.
  - Aplicar los fundamentos de dinámica del cuerpo rígido del tema
  anterior al caso particular de los mecanismos de barras articuladas.
  - Entender y saber aplicar convenientemente el análisis estático de
  mecanismos de barras articuladas y su utilidad para el análisis
  dinámico.
  - Entender y saber aplicar el análisis dinámico de mecanismos de
  barras articuladas en movimiento plano de manera gráfica. Asimismo
  conocer el objetivo, utilidad de dicho análisis.
  - Entender y saber aplicar el análisis dinámico de mecanismos
  de barras articuladas en movimiento plano de manera analítica.
  Asimismo conocer el objetivo y utilidad de dicho análisis.
  - Saber combinar adecuadamente los métodos de análisis dinámico
  mencionados anteriormente, conociendo para ello las características,
  ventajas e inconvenientes de cada uno.
  - Aplicar los objetivos anteriores a la resolución de problemas
  reales de carácter fundamental.
  
  Tema 4.
  - Conocer los tipos principales de levas y seguidores, así como sus
  características principales, y la relación de sus movimientos.
  - Entender y saber obtener el diagrama de desplazamientos de un
  seguidor.
  - Conocer los principales tipos de movimientos normalizados para
  levas y las características de cada uno. Saber aplicar sus
  expresiones analíticas en la resolución de problemas de levas.
  - Saber obtener el perfil de una leva determinada, ya sea excéntrica
  o no, así como la curva de paso
  - Aplicar los objetivos anteriores a la resolución de problemas
  reales de carácter fundamental.
  
  Etc.

Programa

Programa resumido:

Bloque I.
1. Mecanismos y Máquinas. Conceptos básicos
2. Análisis cinemático de mecanismos
3. Análisis dinámico de mecanismos

Bloque II.
4. Levas
5. Engranajes
6. Síntesis de mecanismos

Programa desarrollado:

Cap. 1.  MECANISMOS Y MÁQUINAS. CONCEPTOS BÁSICOS.
1.1. Introducción.
1.2. Terminología y definiciones.
1.3. Grados de libertad. Movilidad.
1.4. Inversión cinemática.
1.5. Ley de Grashof.
1.6. Punto muerto. Posiciones límite.
1.7. Ángulo de transmisión.
1.8. Ventaja mecánica.
1.9. Diagramas cinemáticos.
1.10. Curvas de acoplador.
1.11. Ejemplos de aplicaciones de mecanismos.

Cap. 2.  ANÁLISIS CINEMÁTICO DE MECANISMOS.
2.1. Introducción.
2.2. Análisis de la posición y del desplazamiento.
2.2.1. Posición y desplazamiento de un punto.
2.2.2. Posición y desplazamiento de un sólido.
2.2.3. Análisis gráfico del desplazamiento.
2.3. Análisis de velocidad.
2.3.1. Velocidad de un punto.
2.3.2. Velocidad angular de un sólido.
2.3.3. Velocidad relativa entre dos puntos.
2.3.4. Velocidad relativa entre dos puntos del mismo eslabón.
2.3.5. Método de las velocidades relativas. Aplicación al mecanismo de
cuatro
barras.
2.3.6. Polígono de velocidades.
2.3.7. Teoremas de Mehmke y Burmester.
2.3.8. Centros instantáneos de rotación. Teorema de Aronhold-Kennedy.
2.3.9. Análisis de la velocidad mediante centros instantáneos.
2.4. Análisis de la aceleración.
2.4.1. Aceleración de un punto.
2.4.2. Aceleración angular de un sólido.
2.4.3. Aceleración relativa entre dos puntos.
2.4.4. Aceleración relativa entre dos puntos del mismo eslabón.
2.4.5. Polígono de aceleraciones de un mecanismo.
2.4.6. Aceleración de Coriolis.
2.4.7. Teoremas de Mehmke y Burmester.
2.4.8. Centro instantáneo de aceleración.
2.5. Análisis cinemático mediante procedimientos analíticos.
2.5.1. Método trigonométrico.
2.5.2. Método de Raven.

Cap. 3.  ANÁLISIS DINÁMICO DE MECANISMOS.
3.1. Introducción.
3.2. Estática de máquinas.
3.2.1. Transmisión de fuerzas en los mecanismos.
3.2.2. Condiciones para el equilibrio estático.
3.2.3. Principio de superposición.
3.2.4. Método gráfico analítico o de las tensiones.
3.3. Análisis dinámico.
3.3.1. Fuerzas de inercia y principio de D'Alembert.
3.3.2. Fuerza de inercia equivalente.
3.3.3. Análisis gráfico de fuerzas de inercia.
3.3.4. Estudio analítico de fuerzas de inercia.
3.4. Equilibrado.
3.4.1. Equilibrado de rotores.
3.4.2. Equilibrado de eslabonamientos.

Cap. 4.  LEVAS.
4.1. Introducción.
4.2. Clasificación de las levas y los seguidores.
4.3. Diagramas de desplazamiento.
4.4. Diseño gráfico de perfiles de levas.
4.5. Derivadas del movimiento del seguidor.
4.6. Levas de gran velocidad.
4.7. Movimientos normalizados de las levas.
4.8. Igualación de las derivadas de los diagramas de desplazamiento.

Cap. 5.  ENGRANAJES.
5.1. Introducción.
5.2. Tipos de engranajes.
5.3. Terminología y definiciones.
5.4. Ley fundamental del engrane.
5.4.1. Curva evolvente.
5.4.2. Cambio de distancia entre centros.
5.4.3. Ángulo de presiones.
5.5. Engranajes interiores.
5.6. Normalización.
5.7. Deslizamiento de los dientes.
5.8. Interferencia.
5.9. Engranajes helicoidales.
5.10. Engranajes cónicos.
5.11. Engranajes sin fin.
5.12. Fuerzas en los dientes.
5.13. Trenes de engranajes.
5.13.1. Introducción.
5.13.2. Clasificación de los trenes de engranajes.
5.13.3. Trenes simples.
5.13.4. Trenes compuestos.
5.13.5. Trenes planetarios.

Cap. 6. SÍNTESIS DE MECANISMOS.
6.1. Introducción.
6.2. Síntesis de tipo.
6.3. Síntesis de número.
6.4. Síntesis de posición.
6.5. Curvas de acoplador.

Actividades

Examenes

Criterios y Sistemas de Evaluación

Examen sobre el temario propuesto

No hay clases. Plan a extinguir.

Recursos Bibliográficos

-'Fundamentos de Teoría de Máquinas (2ª edición)' / A. Simón, A. Bataller,
etc. - Biblioteca Técnica Universitaria.

-'Mecánica Técnica' / Sánchez, E. - Servicio Publicaciones de la
Universidad de Cádiz.

-'Diseño de mecanismos : análisis y síntesis' / A.G. Erdman, G.N. Sandor -
Ed.
Prentice-Hall.

-'Teoría de máquinas y mecanismos' / J.E. Shigley  Ed. McGraw-Hill.

-'Diseño de maquinaria' / R.L. Norton  Ed. McGraw-Hill.