Elementos de Maquinas y Fundamentos de Diseño I

Facultad de Ingeniería Naval y Ciencias del Mar
Carrera de Ingeniería Naval
SILABO
1. GENERALIDADES:
1.1
Denominación de la asignatura
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
1.10
1.11
1.12
1.13
1.14
1.15
1.16
Código
Fecha de aprobación
Aplicado en el periodo
Versión
Autor
Régimen de estudios
Obligatorio/Electivo
Área Académica
Ciclo
Créditos
Total de horas semanales
Hrs. De Teoría
Hrs. De Practica
Tipo de Evaluación
Pre-requisitos
:Elementos de Máquina y
Fundamentos de Diseño I
:S246
:19/07/2010
:2010-II
:2
:FINMAR
:Regular
:Obligatorio (O)
:Mecánica
:VI
:3
:4
:2
:2
:G
:Resistencia de materiales
2. SUMILLA
Las máquinas se construyen haciendo uso de un número discreto de
elementos. El Ingeniero Naval y Marítimo se enfrenta en su vida
profesional a muchas situaciones en las que debe diseñar, analizar,
interpretar fallos, rediseñar, mantener o seleccionar elementos de máquina.
El objetivo de esta asignatura es proporcionar los conocimientos
necesarios para llevar a cabo esta labor. Para ello, la asignatura se divide
en dos partes. En la primera se sientan las bases científico - técnicas
necesarias para entender el funcionamiento y el análisis de los
elementos mecánicos.
3. OBJETIVOS
Transmitir a los alumnos los conocimientos fundamentales de los elementos
de maquinas, así como el diseño y funcionamiento de los mismos utilizados en
la industria, con especial énfasis en el transporte marítimo.
Aplicar los conocimientos adquiridos en resistencia de materiales y otros
cursos previos en el cálculo de los elementos de máquinas. Así como el uso
de normas, códigos, recomendaciones y métodos de cálculo.
Elementos de Maquinas y Fundamentos de Diseño I
4. OBJETIVOS ESPECIFICOS
Familiarizar a los alumnos con el estudio y aprendizaje de los
conocimientos básicos en la ingeniería del diseño de maquinas.
Aplicar los principios fundamentales de los elementos de máquinas
Conocer el funcionamiento de los elementos mecánicos
convencionales así como elementos complementarios, como resortes,
volantes.
Incluye el aprendizaje de la teoría y la realización de problemas
significativos.
Realizar un proyecto de investigación con la teoría aprendida de
elementos de maquinas y fundamentos de diseño
5.0
ESTRATEGIAS Y ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE
Conferencias, interrogatorio, resolución de ejercicios, trabajo en
equipo.
Las clases se desarrollarán en forma teórica y práctica.
La parte teórica será expositiva sobre los conceptos fundamentales
contenido en el programa curricular y que comprende el objetivo del
aprendizaje, apoyado en medios audiovisuales.
El proceso de enseñanza aprendizaje será facilitado por el desarrollo de:
Estudio de casos.
Practicas calificadas.
Trabajos grupales de investigación.
Utilización de software para la elaboración de rutinas o programas para
resolver casos.
La parte práctica está reservada para afianzar habilidades operativas
en programación, reutilización de rutinas, desarrollo de la capacidad de
investigación del estudiante, manejo de criterios de simulación.
En la clase se desarrollarán los conceptos y definiciones de cada
tema del curso. Por cada capítulo se brindará información básica del tema
tratado como teoría y problemas resueltos y propuestos.
2
Elementos de Maquinas y Fundamentos de Diseño I
6.0
EVALUACION DE APRENDIZAJE: TIPO G
Asignatura Teórico – profesional. Además de los exámenes y prácticas,
comprende el desarrollo de un trabajo de investigación congruente con la
naturaleza del curso desarrollado a lo largo del periodo académico; presentado y
sustentado en fecha coordinada con el docente del curso.
El promedio final de la asignatura será:
PF 
EP  2 EF  2T  PP
6
Donde:
EP = Examen Parcial
EF = Examen Final
PP = Promedio de Prácticas
El número de prácticas es 5 (cinco). Puede eliminarse la nota más baja de las
cinco.
El promedio de prácticas de las Asignaturas tipo B se determina en función de las
prácticas desarrolladas en las horas asignadas para este fin.
La programación de estas prácticas debe comprender:


2 prácticas de Aula antes del examen parcial.
3 prácticas de Aula antes del examen final.
Entonces, el promedio de prácticas será:
4
PP 
P
i 1
i
4
7.0 CONTENIDO TEMATICO
7.1 PROGRAMAS SEMANALES (CLASES)
SEM
HRS
1
4
2
4
TEMA
Introducción: consideraciones básicas de
diseño. Factor de seguridad. Factor de
servicio. Esfuerzo de diseño. Esfuerzos
permisibles, códigos y normas ISO, ANSI,
DIN, ASME, SAE, AGMA, AISC, etc.
Materiales. Perfiles estructurales.
Uniones
atornilladas.
Generalidades,
pernos,
tipos,
especificaciones,
materiales. Perfiles estructurales.
3
REFERENCIA
BIBLIOGRAFICA
1,3,5
2,4,6
Elementos de Maquinas y Fundamentos de Diseño I
3
4
Tipos de uniones. Unión metal – metal.
Análisis de cargas. Criterios de cálculo.
Uniones con empaquetadura en toda la
superficie de la brida. Empaquetadura:
materiales, tipos y aplicaciones. Carga
final en el perno. Carga de ajuste.
Constante de rigidez.
4
2
PRIMERA PRACTICA CALIFICADA
4
5
4
4
Uniones sometidas a cargas de fatiga.
Límite de fatiga. Ecuación de Soderberg.
Aplicaciones uniones con empaquetadura
anillar.
Tornillo de potencia. Introducción,
generalidades, tipos, partes, materiales,
esfuerzos, torque requerido, eficiencia,
cálculo como columna aplicaciones
Uniones
soldadas.
Introducción,
procedimiento de soldadura, Electrodos,
especificación, soldadura de filete,
esfuerzos permisibles, tipos de cargas
que actúan sobre uniones soldadas.
6
4
7
2
SEGUNDA PRACTICA CALIFICADA
7
4
Uniones soldadas sometidas a cargas de
fatiga. Ecuación de Soderberg. Cordones
de soldadura de filete intermitente.
8
4
9
4
10
2
1,3,5
4,5,6
4,5,6
2,5,7
Transmisiones flexibles. Generalidades.
Clasificación. Transmisiones por fajas
planas. Características.
Materiales. Dimensiones normalizadas.
Esfuerzos permisibles. Capacidad de
transmisión de potencia.
4
4,5,6
Elementos de Maquinas y Fundamentos de Diseño I
Examen parcial
11
4
12
2
Selección de las fajas planas de cuero.
Selección de las fajas planas tejidas.
TERCERA PRÁCTICA CALIFICADA
12
4
Fajas en V. Generalidades. Materiales.
Dimensiones normalizadas. Procedimiento
de cálculo. Aplicaciones. Fajas en V
especiales.
13
4
Selección de la faja en V especiales.
Fajas dentadas. Aplicaciones.
14
2
14
4
15
4
16
2
16
4
17
4
18
4
1,3,5
CUARTA PRÁCTICA CALIFICADA
Cadenas de Rodillos. Generalidades.
Materiales. Dimensiones normalizadas.
Velocidad cordal. Número de dientes de las
ruedas. Lubricación. Procedimiento de
cálculo. Aplicaciones.
1,4,5
1,2,5
1,2,5
Chavetas. Tipos. Diseño. Materiales.
Acoplamiento. Generalidades. Tipos.
Acoplamientos rígidos y flexibles.
Selección. Pasadores y estrías.
QUINTA PRÁCTICA CALIFICADA
Poleas. Generalidades, tipos, usos,
cálculo. Volantes. Generalidades,
materiales, cálculo. Miscelánea.
Resortes. Generalidades. Tipos de
resorte. Resortes helicoidales de
compresión.
3,2,6
3,2,6
7,8,9
7,8,9
5
Elementos de Maquinas y Fundamentos de Diseño I
Tensiones y deflexión para resortes
helicoidales de comprensión. Diseño de
los resortes helicoidales de comprensión.
Ejemplos.
19
2
20
2
Examen final
Examen sustitutorio
8.0 PROYECTO
Los alumnos realizaran un proyecto de investigación final; que consiste en
diseñar una maqueta; de un tipo de un elemento de maquina especifico
asignado por el profesor.
11.0 REQUERIMIENTOS DE EQUIPOS
Para el desarrollo del curso se utiliza equipos audiovisuales tanto en la teoría
como en la práctica.
9.0 BIBLIOGRAFIA
1.0 SHIGLEY JOSEPH. Diseño en Ingeniería Mecánica. Edición 1993.
2.0 FAIRES VIRGIL. Diseño de Elementos de Máquinas. Edición 1994.
3.0 JUVENALL ROBERT. Fundamentos de Diseño para Ingeniería
Mecánica. Edición 1991.
4.0 VALLANCE. Diseño en Ingeniería Mecánica. Edición 1970.
5.0 DECKER KABUS. Elementos de Máquinas. Edición 1980.
6.0 ALVA DÁVILA. Elementos de Máquinas. Edición 1995.
7.0 CONSTRUCCION NAVAL I. NOMENCLATURA Y TECNOLOGIA
NAVALES. Vol. III. F. Fernández González. ETSIN 1987.
8.0 El PROYECTO BASICO DEL BUQUE MERCANTE; R. Alvariño, J.J.
Azpíroz y M. Meizoso. FEIN. Madrid 1997.
9.0 TEORIA DEL BUQUE (MAQUINAS) Tomo II-B. � G. Pérez. ETSIN.
Madrid.
10.0 PRACTICAL SHIP DESING. VOLUME 1. D.G.M. Watson. Elsevier
Ocean Eng. Book Series. Oxford 1998
6