Análisis de mecanismos - Universidad Politécnica de Baja

MANUAL DE LA
ASIGNATURA
MTMT-SUPSUP-XXX
REV00
INGENIERÍA MECATRÓNICA
ANÁLISIS DE MECANISMOS
F-RPRP-CUPCUP-17/REV:00
DIRECTORIO
Dr. Reyes Tamez Guerra
Secretario de Educación Pública
Dr. Julio Rubio Oca
Subsecretario de Educación Superior e Investigación Científica
Dr. Enrique Fernández Fassnachtt
Coordinador de Universidades Politécnicas
Francisco Javier Luna Beltrán
Secretario de Educación y Cultura del Estado De Sinaloa
Dr. Antonio González González
Rector de la Universidad
Universidad Politécnica de Sinaloa
1
PAGINA LEGAL
Carlos Orozco García (UPSIN)
Víctor Manuel Rodríguez Velázquez(UPSIN)
Juan Martín Albarran Jiménez (UPVM)
José Manuel Robles Solis (UPZ)
Fabio Fernández Ramírez (UPCH)
Primera Edición: 200_
DR  2005 Secretaría de Educación Pública
México, D.F.
ISBN-----------------
2
ÍNDICE
Introducción.............................................................................
4
Ficha Técnica.............................................................................
5
Identificación de resultados de aprendizaje .......................
7
Planeación del aprendizaje........................................................
11
Desarrollo de prácticas..........................................................
20
Instrumentos de Evaluación
Diagnóstica.………………………………………………………………………
Formativa.…………………………………………………………………………
Sumativa.………………………………………………………………………….
25
Glosario.......................................................................................
Bibliografía .................................................................................
67
73
3
INTRODUCCIÓN
La asignatura de Análisis de Mecanismos es fundamental en Ingeniería,
por ser la asignatura en la que se plantean los problemas cinemáticos y
dinámicos de la construcción de máquinas. Su contenido tiene que ser
acorde con los objetivos descritos y por otra, deberá estar enlazado con
las correspondientes asignaturas de la especialidad.
Para el estudio de la asignatura de Análisis de Mecanismos, es necesario
el manejo de la Mecánica teórica, la cinemática y dinámica del cuerpo
rígido, tanto en el plano como en el espacio y el estudio de análisis
vectorial y de los correspondientes principios vectoriales y analíticos.
Con los conocimientos de esta asignatura, el alumno podrá realizar
el análisis cinético y síntesis cinemática de mecanismos requeridos
en sistemas mecatrónicos, por lo que es base para a asignaturas
posteriores tales como: Robótica, Diseño Mecánico y Diseño Mecatrónico,
y contribuye al perfil de egreso dentro de la función de diseño e
implementación de sistemas mecánicos de maquinaria y equipos
4
FICHA TÉCNICA
FICHA TÉCNICA
ANÁLISIS DE MECANISMOS
Nombre:
Análisis de Mecanismos
Clave:
Justificación:
Objetivo:
Pre requisitos:
•
•
Esta asignatura se desarrollan los conocimientos y habilidades para el
análisis cinemático y cinético de máquinas y mecanismos que se requieren
en la función de Diseño e Implementación de Sistemas Mecánicos de
maquinaria e instalaciones. Además, es una asignatura previa de materias
como Diseño de Máquinas, Robótica I y II, Diseño Mecatrónico I y II, entre
otras.
Desarrollar la capacidad el alumno para el análisis cinemático y cinético de
mecanismos que integran una máquina.
- Estática
- Dinámica
-Algebra vectorial
Capacidades
Diseñar mecanismos considerando los requerimientos de movimiento( desplazamiento, velocidad y aceleración)
Analizar los mecanismos de forma cinemática
UNIDADES DE
APRENDIZAJE
INTRODUCCIÓN AL
ESTUDIO DE LOS
MECANISMOS.
ANÁLISIS CINEMÁTICO
DE MECANISMOS.
Estimación de tiempo (horas)
necesario para el aprendizaje al ANÁLISIS CINÉTICO DE
MECANISMOS.
alumno, por Unidad de Aprendizaje:
SÍNTESIS VECTORIAL DE
LEVAS
ENGRANAJES
TRENES DE
ENGRANAJES
Total de horas por cuatrimestre:
Total de horas por semana:
Créditos:
TEORÍA
PRÁCTICA
presencial
No
presencial
presencial
No
presencial
8
2
5
0
7
2
6
1
7
1
5
2
7
1
7
1
1
6
1
6
2
4
1
42
9
33
6
7
90
6
6
5
1.
Erdman, Arthur G., "Diseño de mecanismos, análisis y síntesis",
Mexico Edit. Prentice Hall cop. 1998
2.
Dijksman, E.A., "Cinemática de mecanismos",
mecanismos" Mexico , Editorial
Limusa.
3.
Hall, A. S.,””Diseño de máquinas. Teoría y problemas”
problemas”. Editorial
Mc Graw-Hill.
Bibliografía:
4.
Mabie, Hamilton H., "Mecanismos y dinámica de maquinaria ",
México Editorial. Limusa .
5.
Norton, Robert L.,"Diseño
"Diseño de maquinaria, una introducción a la
síntesis y al análisis de mecanismos y Máquinas ",Editorial
McGraw-Hill .
6.
Shigley, Joseph Edward., "Teoría
Teoría de máquinas y mecanismos
mecanismos"",
México; Editorial McGraw-Hill .
6
IDENTIFICACIÓN DE RESULTADOS DE APRENDIZAJE
IDENTIFICACION DE RESULTADOS DE APRENDIZAJE
Unidades de
Aprendizaje
Resultados de
Aprendizaje
El alumno
definirá los
conceptos básicos
en el análisis de
mecanismos así
como su
importancia en
un sistema
mecatrónico.
El alumno definirá
las características
geométricas y
cinemáticas de
las uniones
cinemáticas.
Criterios de Desempeño
El alumno será competente cuando:
Evidencias
(EP, ED, EC, EA)
Horas
Totales
Define el concepto de Mecanismo,
elemento, miembro y máquina
Identifique las aplicaciones de los
mecanismos en sistemas
mecatrónicos
Define el concepto de unión, cadena
y par cinemático.
Define las características de
geometría de las uniones y pares
cinemáticos.
EC: Mecanismo, elemento,
miembro, máquina
2
EC: Unión cadena y par
cinemático.
EC: Geometría de uniones y
pares cinemáticos
3
EC: Tipos de uniones
cinemáticas
3
Introducción al El alumno
estudio
estudio de los
mecanismos.
identificará
uniones
cinemáticas en
un mecanismo.
El alumno
describirá los
diferentes tipos
de movimiento de
los elementos de
un mecanismo.
El alumno
Identificará
elementos,
miembros y pares
cinemáticos en
mecanismos
reales.
El alumno
determinará los
grados de libertad
de un mecanismo
o una cadena
cinemática
Identifique los tipos de uniones
cinemáticas en mecanismos reales
Define los tipos de de movimiento
producidos por un mecanismo
Define los tipos de transmisión de
movimiento en un mecanismo
articulado.
Identifique elementos, miembros, y
cadenas de mecanismos utilizados
en sistemas mecatrónicos.
EC: Movimiento plano,
helicoidal y esférico
3
EC: Movimiento por contacto
directo, Por Eslabón o biela y
Conexión flexible
EC: Elementos ,miembros y
cadenas
EP: Prototipo de un
mecanismo básico
4
EC: Tipos de mecanismos de
Clasifica los mecanismos de cuatro
barras articuladas
barras articuladas
EC: grados de libertad
EC: Movilidad .Ley de
Determina los grados de libertad de Grashoff.
EC: Criterio de Grûblerun mecanismo articulado
Kutzbach.
3
7
Unidades de
Aprendizaje
Análisis
cinemático de
mecanismos
Resultados de
Aprendizaje
El alumno
describirá el
movimiento de
mecanismos
articulados
El alumno
realizará análisis
de posición,
velocidad y
aceleración en
mecanismos
planos.
El alumno
realizará análisis
cinemático de
mecanismos
mediante
software.
Análisis cinético
de mecanismos
El alumno
realizará un
análisis de
fuerzas que
actúan en
mecanismos
planos con
impedancias
mecánicas
lineales
El alumno
determinará los
perfiles de pares
y/o fuerzas
motrices en
mecanismos y
máquinas
El alumno
determinará las
fuerzas asociadas
a mecanismos
reales usando
herramientas de
cómputo
Criterios de Desempeño
El alumno será competente cuando:
Describe el movimiento de
mecanismos de cuatro barras
articulados en un sistema mecánico.
Evidencias
(EP, ED, EC, EA)
Horas
Totales
EC: Movimiento de
mecanismos de eslabones
articulados:
-Mecanismo de Watt
- Mecanismo de Robert
-Mecanismo Biela-Manivela
- Mecanismo de Chebyshev
- Pantógrafos
3
Realice análisis de posición, velocidad EC: Posición, velocidad y
y aceleraciones de un mecanismo
aceleración
articulado por métodos gráficos y/o
analíticos.
EC: Método gráfico y analítico
Determina los centros instantáneos
de rotación de un mecanismo plano
Realice análisis de posición,
velocidad y aceleración de un
mecanismo mediante software.
6
EC: Centro instantáneo de
rotación.
EC: Posición, velocidad y
aceleración
EP: Reporte de práctica de
acuerdo al formato
establecido
4
Define el concepto de impedancia
mecánica.
Identifique uniones cinemáticas
ideales en un mecanismo.
Calcule las fuerzas y pares asociados
a un mecanismo completo utilizando
distintos métodos
Calcule las fuerzas asociadas a los
eslabones de un mecanismo
utilizando herramientas de cómputo.
EC: Impedancia mecánica de
posición, velocidad y
aceleración
5
EC: Fuerzas motrices
EC: Principio de los trabajos
virtuales
EC: Principio de las potencias
virtuales
5
EC: Fuerzas en mecanismos
planos
5
EP: Reporte de práctica de
acuerdo al formato
establecido
8
Unidades de
Aprendizaje
Resultados de
Aprendizaje
El alumno
describirá el
funcionamiento y
aplicaciones de
un mecanismo
leva-seguidor
Síntesis
vectorial de
levas
El alumno
aplicará las
metodologías de
análisis y diseño
de levas.
Criterios de Desempeño
El alumno será competente cuando:
Identifica la nomenclatura de
mecanismo de Leva-seguidor.
Evidencias
(EP, ED, EC, EA)
Horas
Totales
EC: Leva y seguidor
EC: Nomenclatura geométrica
de un sistema leva- seguidor
4
EC: Tipos de levas y
Clasifique los tipos de mecanismos de
seguidores
leva-seguidor usados en sistemas
EC: Nomenclatura de un
mecatrónicos.
sistema leva seguidor
Realice diagramas de
desplazamientos para distintos tipos
de movimientos de seguidores.
Dibuje el perfil de una leva a partir de
su diagrama de desplazamiento
Realice estudio cinético de levas
mediante métodos analíticos
EC: Diagramas de
desplazamiento y perfil de
leva
4
EC: Velocidad y aceleración
en levas-seguidor
4
El alumno
ED: Mecanismos de leva realizará el perfil
seguidor mediante software.
de un mecanismo
leva-seguidor
Dibuje el perfil de una leva mediante
mediante
software
EP: Dibujo de perfil de leva
software.
mediante software
El alumno
identificará las
partes y tipos de
engranes en
sistemas
mecatrónicos.
Engranajes
El alumno
aplicará las
ecuaciones
constitutivas de
geometría de
engranes rectos
El alumno
realizará el perfil
gráfico de un
engrane recto.
Describe el uso de los engranes en
sistemas mecatrónicos
1
3
EC: Engranajes y sus
aplicaciones
2
Describe la clasificación de los
engranes utilizados en la industria.
EC: Tipos de engranajes
Describe la ley fundamental del
Engranaje e involumetría.
EC: Involumetría
Calcule las características técnicas de
EC: Ecuaciones constitutivas
diseño para un engrane recto.
de diseño engranes rectos.
EC: Relación de engranaje,
paso diametral, adendo,
Determine el Juego lateral o
dedendo, juego.
circunferencial (Backlash) del engrane
recto
6
Trace el perfil de un par de engranes EP: Perfil de par de engranes
rectos.
rectos trazado.
2
9
Unidades de
Aprendizaje
Resultados de
Aprendizaje
El alumno
describirá el uso
de los engranes
helicoidales,
sinfín y cónicos.
El alumno
aplicará
ecuaciones de
geometría de u
par de engranes,
helicoidales, sinfin y cónicos.
El alumno
describirá los
distintos tipos de
trenes de
engranajes
utilizados en
sistemas
mecatrónicos.
Criterios de Desempeño
El alumno será competente cuando:
Identifique un engranaje helicoidal,
sinfín y cónico.
Describe el principio de
funcionamiento de los engranes
helicoidales, sinfín y cónicos.
Evidencias
(EP, ED, EC, EA)
Horas
Totales
EC: Engranes Helicoidales
paralelos y de ejes cruzados.
EC: Mecanismo de tornillo
sin fin.
EC: Teoría de los engranajes
cónicos.
2
EC: Ecuaciones constitutivas
de diseño engranes.
Aplique las ecuaciones constitutivas
de geometría de un par de engranes
EC: Relación de engranaje,
rectos, helicoidales, sin-fin, y cónicos. ángulo de hélice, diámetros
externos, ancho de cara.
Define el
engranaje.
concepto
de
tren
3
de
Identifique los tipos de trenes de
engranajes usados en sistemas
mecatrónicos.
EC: Tren de engranajes
EC: Tipos de trenes de
engranajes
3
EC: Análisis de Trenes de
engranajes de ejes paralelos
EC: Trenes de engranajes
con ejes no paralelos
Calcule el valor del tren de engranaje EC: Trenes de engranajes
para cambios de velocidades
Calcule la razón de velocidades
angulares de trenes planetarios.
Trenes de
engranajess
engranaje
El alumno
analizará la
ventaja mecánica
de transmisión de
un tren de
engranajes.
Determine la velocidades de salida
en reductores de velocidad
El alumno
analizará trenes
de engranaje
mediante
software.
6
Analice trenes de engranajes
mediante ecuaciones constitutivas y/o EC: Métodos de análisis de
método tabular
trenes reengranajes.
Represente gráficamente trenes de
engranaje mediante herramienta de
cómputo
Calcule parámetros de operación de
un tren mediante herramienta de
cómputo
EC: Reductor de velocidad.
EC: tren de engranajes
4
EP: Tren de engranaje
modelado en computadora.
10
PLANEACIÓN DEL APRENDIZAJE
PLANEACIÓN DEL APRENDIZAJE
Resultados de
aprendizaje
El alumno
definirá los
conceptos
básicos en el
análisis de
mecanismos así
como su
importancia en
un sistema
mecatrónico.
El alumno
definirá las
características
geométricas y
cinemáticas de
las uniones
cinemáticas.
Criterios de
desempeño
Define el
concepto de
Mecanismo,
elemento
miembro y
máquina
Identifique las
aplicaciones de
los mecanismos
en sistemas
mecatrónicos
Define el
concepto de
unión, cadena y
par cinemático.
Define las
características de
geometría de
las uniones y
pares
cinemáticas.
Espacio educativo
Evidencias
(EC, EP, ED, EA)
Instrumento
de evaluación
EC: Mecanismo,
máquina,
Cuestionario
elemento ,
miembro y
máquina
EC: Unión,
cadena y par
cinemático.
EC: Geometría
de uniones y
pares
cinemáticos
Técnicas de
aprendizaje
Investigaciones y
demostraciones
Total de Horas
Teórica
Aula
x
Lab
Otro
Práctica
HP
HNP
P
NP
8
2
5
0
x
Discusión dirigida
Exposición
Cuestionario
Lista de cotejo
Taller y práctica
mediante la
acción
x
0
11
El alumno
identificará
uniones
cinemáticas en
un mecanismo.
de los elementos
de un
mecanismo.
El alumno
describirá los
diferentes tipos
de movimiento
El alumno
identificará
elementos,
miembros y
pares
cinemáticos en
mecanismos
reales.
El alumno
determinará los
grados de
libertad de un
mecanismo o una
cadena
cinemática
Identifique los
tipos de uniones
cinemáticas en
mecanismos
reales
EC: Tipos de
uniones
cinemáticas
Define los tipos
de de
movimiento
producidos por
un mecanismo
EC: Movimiento
plano, helicoidal
y esférico
Define los tipos
de transmisión
de movimiento
en un
mecanismo
articulado
EC: Movimiento
por contacto
directo, Por
Eslabón o biela
y Conexión
flexible
Identifique
elementos,
miembros, y
cadenas de
mecanismos
utilizados en
sistemas
mecatrónicos.
Investigaciones y
EC: Elementos
demostraciones
,miembros y
Cuestionario
cadenas
Lista de cotejo
EP: Prototipo de
Taller y práctica
un mecanismo
mediante la
acción
x
EC: Tipos de
mecanismos de
barras
articuladas
EC: grados de
libertad
Cuestionario
EC: Movilidad
.Ley de
Grashoff.
EC: Criterio de
GrûblerKutzbach.
x
Clasifica los
mecanismos de
cuatro barras
articuladas
Determina los
grados de
libertad de un
mecanismo
Articulado.
Cuestionario
Taller y práctica
mediante la
acción
x
Exposición
Cuestionario
Lectura
comentada
x
x
Exposición
Resolución de
situaciones
problemáticas
7
2
6
1
12
El alumno
describirá el
movimiento de
mecanismos
articulados
El alumno
realizará análisis
de posición,
velocidad y
aceleración en
mecanismos
planos.
El alumno
realizará análisis
cinemático de
mecanismos
mediante
software.
Describe el
movimiento de
mecanismos de
cuatro barras
articulados en
un sistema
mecánico
Realice análisis
de posición,
velocidad y
aceleraciones
de un
mecanismo
articulado por
métodos
gráficos y/o
analíticos..
Realice análisis
de posición,
velocidad y
aceleración de
un mecanismo
mediante
software.
EC: Movimiento
de mecanismos
de eslabones
articulados:
-Mecanismo de
Watt
- Mecanismo de
Robert
-Mecanismo
Biela-Manivela
- Mecanismo de
Chebyshev
- Pantógrafos
Cuestionario
EC: Posición,
velocidad y
aceleración
Exposición
Exposición
Cuestionario
EC: Método
gráfico y
analítico
EC: Posición,
velocidad y
aceleración
EP: Reporte de
práctica de
acuerdo al
formato
establecido
x
x
Resolución de
situaciones
problemáticas
Taller y práctica
Lista de cotejo mediante la
acción
x
x
13
Resultados de
aprendizaje
El alumno
realizará un
análisis de
fuerzas que
actúan en
mecanismos
planos con
impedancias
mecánicas
lineales.
Criterios de
desempeño
Define el
concepto de
impedancia
mecánica
Espacio educativo
Evidencias
(EC, EP, ED, EA)
EC: Impedancia
mecánica de
posición,
velocidad y
aceleración
Instrumento
de evaluación
Cuestionario
Técnicas de
aprendizaje
Exposición
Total de Horas
Teórica
Aula
Lab
Otro
Práctica
HNP
HP
NP
P
x
Identifique
uniones
cinemáticas
ideales en un
mecanismo.
El alumno
determinará
los perfiles de
pares y/o
fuerzas
motrices en
mecanismos y
máquinas.
Calcule las
fuerzas
asociadas a
un mecanismo
completo
utilizando
distintos
métodos
El alumno
determinará las
fuerzas
asociadas a
mecanismos
reales usando
herramientas de
cómputo.
Calcule las
fuerzas
asociadas a
los eslabones
de un
mecanismo
utilizando
herramientas
de cómputo.
EC: Fuerzas
motrices
EC: Principio de
los trabajos
virtuales
EC: Principio de
las potencias
virtuales
Exposición
Cuestionario
EC: Fuerzas en
mecanismos
planos.
EP: Reporte de
práctica de
acuerdo al
formato
establecido
Resolución de
situaciones
problemáticas
7
x
1
5
2
Exposición
Lista de cotejo
Taller y práctica
mediante la
acción
x
x
14
Resultados de
aprendizaje
El alumno
describirá el
funcionamiento
y aplicación de
un mecanismo
leva-seguidor.
Criterios de
desempeño
Identifica la
nomenclatura
de mecanismo
Leva-seguidor.
Clasifique los
tipos de
mecanismos
de levaseguidor
usados en
sistemas
mecatrónicos.
Espacio educativo
Evidencias
(EC, EP, ED, EA)
Instrumento
de evaluación
Técnicas de
aprendizaje
Total de Horas
Teórica
Aula
Lab
Otro
Práctica
HP
HNP
P
NP
7
1
7
1
EC: Leva y
seguidor
EC: Nomenclatura
geométrica de un
sistema levaseguidor
Cuestionario
Investigaciones y
demostraciones
x
x
EC: Tipos de
levas y
seguidores
Realice
diagramas de
desplazamiento
para distintos
tipos de
EC: Diagrama
movimientos
de seguidores. de
desplazamiento
y perfil de leva
El alumno
aplicará las
metodologías
de análisis y
diseño de
levas.
Dibuje el perfil
de una leva a
partir de su
diagrama de
Exposición
Cuestionario
Resolución de
situaciones
problemáticas
x
desplazamiento
Realice
estudio
cinético de
levas
mediante
métodos
analíticos
EC: Velocidad y
aceleración en
levas-seguidor
15
Resultados de
aprendizaje
El alumno
realizará el
perfil de un
mecanismo
leva-seguidor
mediante
software.
Criterios de
desempeño
Dibuje el perfil
de una leva
mediante
software
Describe el
uso de los
engranes en
sistemas
mecatrónicos.
El alumno
identificará las
partes y tipos de
engranes en
Describe la
sistemas
clasificación
mecatrónicos.
de los
engranes
utilizados en la
industria.
Describe la ley
fundamental
del
Engranaje e
involumetría.
Calcule las
El alumno
características
aplicará las
técnicas de
ecuaciones
constitutivas de diseño para un
engrane recto.
geometría de
engranes rectos
Determine el
Juego lateral o
circunferencial
(Backlash) del
engrane recto
Espacio educativo
Evidencias
(EC, EP, ED, EA)
Instrumento
de evaluación
ED: Mecanismos
de leva-Seguidor
mediante
software.
Cuestionario
EP: Dibujo de Lista de cotejo
perfil de leva
mediante
software
EC: Engranajes y
sus
aplicaciones.
Técnicas de
aprendizaje
Total de Horas
Teórica
Aula
Lab
x
x
Otro
Práctica
HP
HNP
P
NP
7
1
6
1
Exposición
Taller y práctica
mediante la
acción.
Exposición
Cuestionario
Investigaciones y
demostraciones
x
x
EC: Tipos de
engranajes
EC:
Involumetría
EC: Ecuaciones
constitutivas de
diseño engranes
rectos.
Exposición
Cuestionario
Resolución de
situaciones
problemáticas
x
EC: Relación de
engranaje, paso
diametral,
adendo,
dedendo, juego.
16
Resultados de
aprendizaje
Criterios de
desempeño
El alumno
Trace el perfil
realizará el perfil
de un par de
gráfico de un
engranes
engrane recto.
rectos.
El alumno
describirá el
uso de los
engranes
helicoidales,
sinfín y cónicos.
El alumno
aplicará
ecuaciones de
geometría de u
par de
engranes,
helicoidales, sinfin y cónico
Espacio educativo
Evidencias
(EC, EP, ED, EA)
Instrumento
de evaluación
Total de Horas
Teórica
Aula
Lab
x
x
Otro
HP
HNP
Práctica
P
NP
Exposición
EP: Perfil de par
de engranes
rectos trazado.
Lista de cotejo
Identifique un
engranaje
helicoidal,
EC: Engranes
sinfín y cónico.
Helicoidales
.
paralelos y de
ejes cruzados
.
Describe el
EC: Mecanismo
principio de
de tornillo sin fin
funcionamient EC: Teoría de los
o de los
engranajes
engranes
cónicos.
Cuestionario
helicoidales,
sinfín y
cónicos.
Aplique las
ecuaciones
constitutivas
de geometría
de un par de
engranes
rectos,
helicoidales,
sin-fin, y
cónicos
Técnicas de
aprendizaje
Aplique las
ecuaciones
constitutivas de
geometría de un
par de engranes
rectos,
helicoidales, sinfin, y cónicos.
Taller y práctica
mediante la
acción.
Exposición
Visitas
Exposición
x
x
x
17
El alumno
describirá los
distintos tipos
de trenes de
engranajes
utilizados en
sistemas
mecatrónicos.
Define el
concepto de
tren de
engranaje
EC: Tren de
engranajes.
Identifique
los tipos de
trenes de
engranajes
usados en
sistemas
mecatrónicos
EC: Tipos de
trenes de
engranajes.
Visitas
x
Cuestionario
x
Investigaciones y
demostraciones
EC: Análisis de
Trenes de
engranajes de
ejes paralelos
Calcule la
razón de
velocidades
angulares de
trenes
planetarios.
El alumno
analizará la
ventaja
mecánica de
transmisión de
un tren de
engranajes.
EC: Trenes de
engranajes con
ejes no
paralelos
EC: Trenes de
engranajes para
cambios de
velocidades.
Calcule el
valor del tren
de engranaje.
6
2
4
1
Exposición
Cuestionario
Lista de cotejo
Resolución de
situaciones
problemáticas
x
EC: Métodos de
análisis de
Analice trenes trenes de
de engranajes engranajes.
mediante
EC: Reductor de
ecuaciones
velocidad.
constitutivas
y/o método
tabular.
18
Determine las
velocidades
de salida en
reductores de
velocidad.
El alumno
analizará trenes
de engranaje
mediante
software.
Represente
gráficamente
trenes de
engranaje
mediante
herramienta
de cómputo.
Exposición
EC: tren de
engranajes
EP: Tren de
engranaje
Calcule
modelado en
parámetros de
computadora.
operación de
un tren
mediante
herramienta
de cómputo.
Lista de cotejo
Taller y práctica
mediante la
acción.
x
x
19
DESARROLLO DE PRÁCTICA
DESARROLLO DE PRACTICA
Fecha:
Nombre de la
asignatura:
Nombre:
Análisis de Mecanismos
Análisis cinemático de mecanismos planos
1
Número :
Duración (horas) :
2
Resultado de
aprendizaje:
El alumno realizará análisis cinemático de mecanismos
mediante software.
Justificación
La presente práctica pretende reforzar y complementar los conocimientos teóricos
adquiridos en lo referente al estudio de la cinemática de cualquier mecanismo plano,
utilizado en un sistema mecatrónico, haciendo uso de una herramienta computacional.
Sector o subsector para el desarrollo de la práctica:
Centro de Cómputo
Actividades a desarrollar:
-Familiarizarse con el software de aplicación ( comandos básicos)
-Realizar cálculo de posiciones, velocidades y aceleraciones de los diferentes elementos que componen un
mecanismo específico.
Evidencia a generar en el desarrollo de la práctica:
EC: Posición, velocidad y aceleración
EP: Reporte de práctica de acuerdo al formato establecido
20
DESARROLLO DE PRACTICA
Fecha:
Nombre de la
asignatura:
Nombre:
Análisis de Mecanismos
Análisis cinético de mecanismos planos
Número :
Resultado de
aprendizaje:
Justificación
2
Duración (horas) :
3
El alumno determinará las fuerzas asociadas a un
mecanismo usando herramientas de cómputo.
La presente práctica pretende reforzar y complementar los conocimientos teóricos
adquiridos en lo referente al estudio de la cinética de cualquier mecanismo utilizado en
un sistema mecatrónico, haciendo uso de una herramienta computacional.
Sector o subsector para el desarrollo de la práctica:
Centro de Cómputo
Actividades a desarrollar:
-Familiarizarse con el software de aplicación ( comandos básicos)
-Realizar cálculo fuerzas asociadas a mecanismos planos propuestos.
Evidencia a generar en el desarrollo de la práctica:
EC: Fuerzas en mecanismos
EP: Reporte de práctica de acuerdo al formato establecido
22
DESARROLLO DE PRACTICA
Fecha:
Nombre de la
asignatura:
Nombre:
Análisis de Mecanismos
Mecanismo leva-seguidor
Número :
3
Duración (horas) :
3
Resultado de
aprendizaje:
El alumno realizará el perfil de un mecanismo
seguidor mediante software.
Justificación
La presente práctica pretende reforzar y complementar los conocimientos teóricos
adquiridos en lo referente a la síntesis de un mecanismo leva-seguidor, haciendo uso de
una herramienta computacional.
leva-
Sector o subsector para el desarrollo de la práctica:
Centro de Cómputo
Actividades a desarrollar:
-Familiarizarse con el software de aplicación ( comandos básicos)
-Realizar síntesis de un mecanismo leva-seguidor.
-Dibujar el perfil de una leva
Evidencia a generar en el desarrollo de la práctica:
ED: Representación de Mecanismo de leva-seguidor con el software
EP: Dibujo de perfil de leva
23
DESARROLLO DE PRACTICA
Fecha:
Nombre de la
asignatura:
Análisis de Mecanismos
Nombre:
Trenes de engranajes
Número :
4
Duración (horas) :
2
Resultado de
aprendizaje:
El alumno analizará trenes de engranaje mediante software
Justificación
La presente práctica pretende reforzar y complementar los conocimientos teóricos
adquiridos en lo referente al análisis y representación de trenes de engranajes
presentes en un sistema mecatrónico, haciendo uso de una herramienta computacional.
Sector o subsector para el desarrollo de la práctica:
Centro de Cómputo
Actividades a desarrollar:
-Familiarizarse con el software de aplicación ( comandos básicos)
-Realizar representación gráfica de un tren de engranaje propuesto.
-Determinar los parámetros de operación de un tren de engranajes.
Evidencia a generar en el desarrollo de la práctica:
EC: tren de engranajes
EP: Tren de engranaje modelado en computadora
24
GUÍA DE EVALUACIÓN
Análisis de Mecanismos
2005
Versión : 1.0
25
INTRODUCCÍON A LOS MECANISMOS (XXXXXXXXXXX)
CUESTIONARIO
DATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACIÓN
NOMBRE DEL ALUMNO
MATRICULA:
FECHA:
ANÁLISIS DE MECANISMOS. CUARTO CUATRIMESTRE
XXXXXXXXX
NOMBRE DEL EVALUADOR
INSTRUCCIONES
Estimado usuario:
•
Usted tiene en las manos un instrumento de evaluación que permitirá fundamentar las actividades que ha demostrado a
través de su desempeño o en la entrega de sus productos.
•
Conteste los siguientes planteamientos de manera clara.
• Le recordamos tomar el tiempo necesario para contestar y desarrollar su contenido.
CÓDIGO
ASPECTO
Es un sistema concebido para realizar una tarea determinada que comporta la
presencia de fuerzas de fuerzas y movimientos y, en principio la realización de
trabajo.
A) Mecanismo
B) Máquina
C) Elemento
CUMPLE :
SI
NO
Es una combinación de cuerpos rígidos formados de tal manera y conectados de tal
forma que se mueven uno con otro con un movimiento relativo.
A) Mecanismo
B) Máquina
C) Elemento
CUMPLE :
SI
NO
Es toda entidad constitutiva de una máquina o mecanismo que se considera una
unidad.
A) Elemento
B) Miembro
D) Cadena cinemática
26
CUMPLE :
SI
NO
Elemento material de una máquina y mecanismo que puede ser sólido rígido,
sólido flexible o fluido.
A) Elemento
B) Miembro
C) Cadena cinemática
CUMPLE :
SI
NO
Es un conjunto o subconjunto de miembros de un mecanismo enlazados entre sí.
A) Par cinemático
B) Cadena cinemática
C) Máquina
CUMPLE :
SI
NO
Es una enlace entre dos miembros causado por el contacto directo entre ellos, que
debe ser puntual según una recta o según una superficie.
A) Par cinemático
B) Cadena cinemática
D) Máquina
CUMPLE :
SI
NO
CUMPLE :
SI
NO
A los miembros de una cadena cinemática se le denomina
A) Par cinemático
B) Eslabones
E) Elementos
Tipo de movimiento producido por un mecanismo, en el que un cuerpo rígido se
mueve en tal forma que la posición de cada línea del cuerpo es paralela a todas sus
otras posiciones.
A) Movimiento de traslación
B) Movimiento de Rotación
C) Movimiento de Helicoidal
CUMPLE :
SI
NO
27
Coloque en el paréntesis con la letra que corresponde a la figura mostrada:
A)
( ) Par prismático
( ) Cadena cinemática
B)
( ) Par esférico
( ) Par de revolución
C)
( ) Par plano
D)
CUMPLE :
SI
NO
28
En los mecanismos representados en las figuras adjuntas:
a) Identificar los elementos, articulaciones, miembros y pares cinemáticos
b Hacer un esquema de símbolos acompañado de los parámetros necesarios para
el estudio cinemático.
A)
B)
C)
D)
CUMPLE :
SI
NO
29
CUMPLE :
Firma del Alumno
SI
NO
Firma del Evaluador
30
CINEMÁTICA DE MECANISMOS PLANOS (XXXXXXXXXXX)
CUESTIONARIO
DATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACIÓN
NOMBRE DEL ALUMNO
MATRICULA:
FECHA:
XXXXXXXXX
ANÁLISIS DE MECANISMOS. CUARTO CUATRIMESTRE
NOMBRE DEL EVALUADOR
INSTRUCCIONES
Estimado usuario:
•
Usted tiene en las manos un instrumento de evaluación que permitirá fundamentar las actividades que ha demostrado a
través de su desempeño o en la entrega de sus productos.
•
Conteste los siguientes planteamientos de manera clara.
• Le recordamos tomar el tiempo necesario para contestar y desarrollar su contenido.
CÓDIGO
ASPECTO
Coloque en el paréntesis la letra que corresponde al mecanismo mostrado:
D)
C)
B)
A)
E)
( ) Mecanismo de Grashoff
( ) Mecanismo de línea
Recta de Chebyshev
( ) Mecanismo de línea recta de Watt
( ) Mecanismo BielaManivela
(
( ) Mecanismo de línea
recta de Hoekens
) Pantógrafo
CUMPLE :
SI
NO
31
Número de parámetros o mediciones independientes que se requieren par definir
de manera única la posición de un sistema mecánico en el espacio en cualquier
instante de tiempo.
A) Coordenadas polares
B) Grados de libertad
C) Síntesis de número
NO
Relación que predice el comportamiento de rotación o rotabilidad de las
inversiones de un mecanismos de 4 barras basado solo en las longitudes de los
eslabones
A) Teorema de Grashof
B) Teorema de Chebyshev.
C) Teorema de Kennedy
CUMPLE :
SI
NO
Cuando en un mecanismo de 4 barras articuladas, el eslabón mas corto es el
fijo, el mecanismo se denomina:
A) Doble manivela
B) Doble balancín
C) Balancín de manivela
CUMPLE :
SI
NO
32
En el mecanismo de pantógrafo de la figura
a. Determinar el no. de grados de libertad,
b. Relacionar las coordenadas de P con el desplazamiento ρ1 de la barra
horizontal y ρ2 de la barra vertical
CUMPLE :
SI
NO
La lámpara de la figura puede girar alrededor del eje vertical Y-Y´ y el plano de
la pantalla coincide con el plano de las barras articuladas.
a. Determinar el número de grados de libertad.
b. Definir tres rotaciones que permitan situar el punto P.
CUMPLE :
SI
NO
33
Determine la movilidad de los mecanismos mostrados en la siguientes figuras
CUMPLE :
SI
NO
Determine la movilidad y la condición de Grashof del compartimiento de
equipajes elevado de avión mostrado en la figura.
CUMPLE :
Firma del Alumno
SI
NO
Firma del Evaluador
34
POSICIÓN, VELOCIDAD Y ACELERACIÓN DE MECANISMOS(XXXXXXXXXXX)
CUESTIONARIO
DATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACIÓN
NOMBRE DEL ALUMNO
MATRICULA:
FECHA:
ANÁLISIS DE MECANISMOS. CUARTO CUATRIMESTRE
XXXXXXXXX
NOMBRE DEL EVALUADOR
INSTRUCCIONES
Estimado usuario:
•
Usted tiene en las manos un instrumento de evaluación que permitirá fundamentar las actividades que ha
demostrado a través de su desempeño o en la entrega de sus productos.
•
Conteste los siguientes planteamientos de manera clara.
• Le recordamos tomar el tiempo necesario para contestar y desarrollar su contenido.
CÓDIGO
ASPECTO
Es un punto alrededor del cual se puede considerar que un cuerpo gira con
relación al otro cuerpo en un instante dado:
A) Punto de equilibrio
B) Centro de gravedad
C) Centro Instantáneo de rotación
CUMPLE :
SI
NO
Establece que para tres cuerpos independientes en movimiento plano
general, los tres centros instantáneos se encuentran en una línea recta
común.
A) Teorema de Grashof
B) Teorema de Chebyshev.
C) Teorema de Kennedy
CUMPLE :
SI
NO
En el mecanismo de cuatro barras mostrado en la figura, el eslabón 2
debe girar completamente y el 4 oscilar dentro de un ángulo de 75º.El
eslabón 4 debe tener 11.4cm de longitud, y cuando esté en una posición
extrema, la distancia O2B debe ser 10.2 cm y en la otra posición extrema
debe ser 22.9 cm. Determinar la longitud de los eslabones 2 y 3 y dibujar
el mecanismo a escala a manera de comprobación. Determinar los
ángulos máximo y mínimo de transmisión.
35
CUMPLE :
SI
NO
La figura siguiente muestra un mecanismo de retorno rápido. Calcule las
velocidades de los puntos A, B, C y D y la velocidad de deslizamiento en
la posición mostrada. Considere ω 2 = 10rad / s
CUMPLE : SI
NO
36
La siguiente figura representa una mesa elevadora accionada por un cilindro
hidráulico compuesto por las barras 7 y 8. Su diseño, al ser las barras 2 y 3
exactamente iguales, hace que la plataforma 4 permanezca siempre
horizontal.
Para l a configuración mostrada en la figura, determine:
a. La velocidad angular de la barra 2(ω2)
b. Velocidad lineal de la plataforma 4.
c. Aceleración angular de la barra 2(α2)
d. Aceleración lineal de la plataforma 4
Datos cinemáticos:
La velocidad relativa entre las barras 7 y 8 tiene un módulo de 1m/s,
constante, y con sentido de alejamiento entre los puntos A y O8
CUMPLE :
SI
NO
Para el mecanismo que se encuentra, encuentre las velocidades y
aceleraciones de los pivotes A y B y las velocidades de los centros
instantáneos I1,3 e I2,4, así como las velocidades angulares ω3 y ω4, y las
aceleraciones angulares α3 y α4. Dibuje el mecanismo a escala y muestre los
vectores de velocidad en cada pivote y en otro mecanismo, también a
escala, muestre las aceleraciones. Asuma los siguientes datos: r1 = 4, r2 = 6,
r3 = 10, r4 = 7, θ2 = 88◦, ω2 = −80, α2 = 30, RPA = 10 y δ3 = 330◦.
CUMPLE :
SI
NO
37
Calcule los centros instantáneos de rotación del mecanismo de la figura
sabiendo que entre al barra fija y la 4 existe un par de rodadura sin
deslizamiento en el punto D.
CUMPLE :
SI
NO
Dado el mecanismo de la figura se pide dibujar en esta misma página los
centros instantáneos de rotación de las distintas barras del mecanismo,
salvo I46
CUMPLE:
SI
NO
Encuentre todos los centros instantáneos del mecanismo manivela corredera mostrado en la figura.
CUMPLE :
Firma del Alumno
SI
NO
Firma del Evaluador
38
ANÁLISIS DE FUERZAS EN MECANISMOS (XXXXXXXXXXX)
CUESTIONARIO
DATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACIÓN
NOMBRE DEL ALUMNO
MATRICULA:
FECHA:
ANÁLISIS DE MECANISMOS. CUARTO CUATRIMESTRE
XXXXXXXXX
NOMBRE DEL EVALUADOR
INSTRUCCIONES
Estimado usuario:
•
Usted tiene en las manos un instrumento de evaluación que permitirá fundamentar las actividades que ha demostrado a
través de su desempeño o en la entrega de sus productos.
•
Conteste los siguientes planteamientos de manera clara.
• Le recordamos tomar el tiempo necesario para contestar y desarrollar su contenido.
CÓDIGO
ASPECTO
Es una medida de cuanto una estructura resiste al movimiento cuando se le
aplica una fuerza y es el recíproco de la movilidad.
A) Resistencia mecánica
B) Impedancia mecánica
C) Inercia
CUMPLE
SI
NO
Método utilizado para determinar las fuerzas y pares de torsión externos que
producen trabajo en un mecanismo.
A) Ecuación de curva de acoplador
B) Método del Trabajo virtual
C) Ecuación de Chebyshev
CUMPLE
SI
NO
La figura siguiente muestra un mecanismo de cuatro barras y sus dimensiones en
metros. La manivela y el balancín de acero tienen secciones transversales
uniformes de 50 mm. de diámetro. En la posición instantánea mostrada, la
manivela O2A tiene ω = −10rad / s y α = 10rad / s 2 En P hay una fuerza
horizontal F= 300N. Encuentre todas las fuerzas en los pasadores y el par de
torsión para impulsar la manivela en este instante.
39
CUMPLE :
SI
NO
40
La figura adjunta representa una punzónadora para cuero .Se le pide:
Calcular la fuerza de punzonamiento f 65 que para esa posición se está
ejerciendo sobre el cuero.
Datos geométricos:
a = 2cm, b = 4cm, c = 2cm, e = 12cm, g = 4cm
El cuero es una barra más (barra 6) y que está unida mediante un par tipo leva a
la garra y punzón de la punzonadora8 barra 4 y 5 respectivamente).
Datos dinámicos:
Se ejercen dos fuerzas F=100 N sobre sus brazos tal como se indica en la figura.
El peso de las barras es despreciable frente al resto de las fuerzas que
intervienen en le sistema mecánico.
CUMPLE :
SI
NO
41
El mecanismo de la figura corresponde al tren de aterrizaje de una avioneta el
cual se repliega al aplicar sobre la barra 2 un momento alrededor del eje que
pasa por O2.
Se pide:
a) Para la posición que se indica en la figura, calcular el valor de T necesario que
se debe aplicar al elevar la rueda. Utilícese el planteamiento de Newton
b) Calcular la fuerza cortante que debe aguantar el pasador situado en O2.
Datos másicos e inerciales:
m2=m3=0. Conjunto formado por la barra 4 y la rueda m4=50Kg, con centro de
gravedad en G.
Datos geométricos:
El punto B se encuentra sobre la vertical de O2.
O4 B = 80cm, O2 A = 50cm, AB = 50 cm y BG = 20 cm
CUMPLE :
SI
NO
42
La mitad de la carga W=4kN de la pala excavadora que muestra la figura está
soportada de la barra ACG y por el cilindro hidráulico BC. Determinar la fuerza
que dicho cilindro debe ejercer sobre el mecanismo si se quiere que este se
encuentre en equilibrio estático para la configuración mostrada en la figura. Si se
pide resolver el problema mediante los siguientes métodos.
a) Leyes de newton
b) Principio de los trabajos virtuales
c) Principio de las potencias virtuales
Datos geométricos:
Los puntos A, C y G están alineados.
43
CUMPLE :
Firma del Alumno
SI
NO
Firma del Evaluador
MECANISMO LEVA-SEGUIDOR (XXXXXXXXXXX)
CUESTIONARIO
44
DATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACIÓN
NOMBRE DEL ALUMNO
MATRICULA:
FECHA:
ANÁLISIS DE MECANISMOS. CUARTO CUATRIMESTRE
XXXXXXXXX
NOMBRE DEL EVALUADOR
INSTRUCCIONES
Estimado usuario:
•
Usted tiene en las manos un instrumento de evaluación que permitirá fundamentar las actividades que ha demostrado a
través de su desempeño o en la entrega de sus productos.
•
Conteste los siguientes planteamientos de manera clara.
• Le recordamos tomar el tiempo necesario para contestar y desarrollar su contenido.
CÓDIGO
ASPECTO
En un Mecanismo de leva seguidor las levas se clasifican como:
A) Radial, axial y de traslación
B) Curva, plana y de rodillo
C) Trasladante y rotatorio
CUMPLE
SI
NO
Se refiere solo a la parte del eslabón que está en contacto con una leva
A) Pista o ranura
B) Semijunta
C) Seguidor
CUMPLE
SI
NO
SI
NO
Son algunos de los movimientos de un sistema de leva-seguidor
A) Parabólico, Armónico simple y cicloide
B) Armónico Simple, Oscilatorio y Cicloide
C) Cicloide, Inverso y armónico simple.
CUMPLE
45
Representa el desplazamiento del seguidor
desplazamiento de la leva
A) Diagrama de cuerpo libre
B) Diagrama de desplazamiento
C) Desplazamiento de excentricidad.
en
función
del
CUMPLE
tiempo
SI
del
NO
Coloque en el paréntesis la letra que corresponde a la figura mostrada:
A
B
( ) Leva radial
( ) Leva axial
( ) Leva de traslación lineal
CUMPLE :
SI
NO
46
Complete la nomenclatura geométrica del siguiente sistema leva - seguidor
CUMPLE :
Firma del Alumno
SI
NO
Firma del Evaluador
47
DIAGRAMAS DE DESPLAZAMIENTO /PERFIL DE LEVA (XXXXXXXXXXX)
CUESTIONARIO
DATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACIÓN
NOMBRE DEL ALUMNO
MATRICULA:
FECHA:
XXXXXXXXX
ANÁLISIS DE MECANISMOS. CUARTO CUATRIMESTRE
NOMBRE DEL EVALUADOR
INSTRUCCIONES
Estimado usuario:
•
Usted tiene en las manos un instrumento de evaluación que permitirá fundamentar las actividades que ha demostrado a
través de su desempeño o en la entrega de sus productos.
•
Conteste los siguientes planteamientos de manera clara.
• Le recordamos tomar el tiempo necesario para contestar y desarrollar su contenido.
CÓDIGO
ASPECTO
La figura siguiente muestra una leva y seguidor. Mediante métodos gráficos calcule el
ángulo de presión en la posición mostrada.
CUMPLE
SI
NO
48
Se desea diseñar un diagrama de desplazamiento para una leva de movimiento
alternativo de rodillo cuya velocidad de giro es de 200 r.p.m ,constante que cumpla
con las siguientes condiciones:
•
•
•
•
•
•
•
Tramo de subida hasta alcanzar una detención con una elevación de 1 cm.,
asociado a un ángulo girado por la leva de 90º.
Detención durante un giro de la leva de 15º .
Tramo de descenso hasta alcanzar un desplazamiento de primera derivada
constante.
Tramo de primera derivada constante que se mantendrá durante un giro de
la leva de 45º y al que corresponderá un descenso de un tercio de la
elevación
Tramo de descenso hasta alcanzar su detención
Detención durante un giro de la leva de 30º
Suponer que la elevación de los tramos 3 y 5 son iguales.
a) Seleccionar funciones de desplazamiento adecuadas y obtener los
parámetros que las definen.
b) Calcular la velocidad y aceleración del seguidor para un ángulo de la leva
de 68º
49
CUMPLE
SI
NO
Diseñe una leva de doble detenimiento para mover un seguidor de 0 a 2.5” en 60º ,
detenimiento durante 120º, bajada de 2.5” en 30º y detenimiento en el resto del
movimiento. El ciclo total debe tomar 4 seg. Elija funciones adecuadas de subida y
bajada para minimizar velocidades. Trace los diagramas s v a j
CUMPLE
SI
NO
Dimensione la leva del problema anterior para un seguidor de rodillo de 1” de radio
si se considera el ángulo de presión y el radio de curvatura. Use excentricidad sólo
si es necesario para balancear esas funciones. Grafique ambas funciones y
Trace el perfil de la leva.
CUMPLE
SI
NO
50
Una leva de disco que gira en SMR mueve un seguidor radial de cara plana en un
recorrido total de 11/2 pulgadas con las siguientes cifras de elevación:
Dibuje el perfil de la leva usando un radio mínimo de 1 pulgada. Determine la cara
del seguidor (simétrica)
CUMPLE :
Firma del Alumno
SI
NO
Firma del Evaluador
51
TEORÍA DE ENGRANAJES (XXXXXXXXXXX)
CUESTIONARIO
DATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACIÓN
NOMBRE DEL ALUMNO
MATRICULA:
FECHA:
ANÁLISIS DE MECANISMOS. CUARTO CUATRIMESTRE
XXXXXXXXX
NOMBRE DEL EVALUADOR
INSTRUCCIONES
Estimado usuario:
•
Usted tiene en las manos un instrumento de evaluación que permitirá fundamentar las actividades que ha demostrado a
través de su desempeño o en la entrega de sus productos.
•
Conteste los siguientes planteamientos de manera clara.
• Le recordamos tomar el tiempo necesario para contestar y desarrollar su contenido.
CÓDIGO
ASPECTO
Engranes utilizados para transmitir potencia entre ejes paralelos.
A) Engranes helicoidales
B) Engranes rectos
C) Engranes cónicos
CUMPLE
SI
NO
Engranes en los cuales los dientes forman un ángulo de hélice con respecto al
eje del engrane
A) Engranes cónicos
B) Engranes hipoidales
C) Engranes helicoidales
CUMPLE
SI
NO
Engranes utilizados para transmitir potencia entre ejes no paralelos que se
intersecan
A) Engranes cónicos
D) Engranes hipoidales
E) Engranes rectos
CUMPLE
SI
NO
52
Engranes utilizados cuando los ejes son no paralelos ni se intersecan
A) Engranes Hipoidales
B) Engranes cónicos
C) Engranes helicoidales
CUMPLE
SI
NO
Complete la nomenclatura del diente de engrane mostrado en la siguiente figura
CUMPLE :
SI
NO
Cuando los engranes se colocan endentados para formar un juego de engranes
es usual referirse al más pequeño como
A) Engrane
B) Piñón
C) Sinfín
CUMPLE :
SI
NO
Curva geométrica comúnmente utilizada para generar la forma de un diente de
engrane
A) Senoidal
B) Cicloide
C) involuta
CUMPLE :
SI
NO
53
Establece que la relación de velocidad angular entre los engranes de un juego de
engranes permanece constante mientras permanecen engranados
A) Ley fundamental de engranaje
B) Razón de velocidades
C) Ventaja mecánica
CUMPLE :
SI
NO
Es la razón entre el número de dientes del engrane de entrada sobre el número
de dientes del engrane de salida
A) Relación de velocidad
B) Relación de par de torsión
C) Relación de contacto
CUMPLE :
SI
NO
SI
NO
Coloque en el paréntesis la letra que corresponde a la figura mostrada:
A
B
D
C
E
( ) Engranaje helicoidal
( ) Engranaje Hipoidal
( ) Engranaje Recto
( ) Engranaje de tornillo sinfín
( ) Engranaje cónico
CUMPLE :
Firma del Alumno
Firma del Evaluador
54
ANÁLISIS DE ENGRANAJES (XXXXXXXXXXX)
CUESTIONARIO
DATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACIÓN
NOMBRE DEL ALUMNO
MATRICULA:
FECHA:
ANÁLISIS DE MECANISMOS. CUARTO CUATRIMESTRE
XXXXXXXXX
NOMBRE DEL EVALUADOR
INSTRUCCIONES
Estimado usuario:
•
Usted tiene en las manos un instrumento de evaluación que permitirá fundamentar las actividades que ha demostrado a
través de su desempeño o en la entrega de sus productos.
•
Conteste los siguientes planteamientos de manera clara.
• Le recordamos tomar el tiempo necesario para contestar y desarrollar su contenido.
CÓDIGO
ASPECTO
Un engrane de 30 dientes tiene dientes de involuta de profundidad completa
estándar AGMA con paso diametral de 12. Calcule el diámetro de paso, el paso
circular, la cabeza, la raíz, espesor del diente y la holgura.
CUMPLE
SI
NO
El espesor de un diente de engranaje de involuta es de 0.196 en un radio de 2.0
pulg. y un ángulo de presión de 20º . Calcular el espesor del diente en el círculo
de base.
CUMPLE
SI
NO
55
Un piñón de paso 120, ángulo de presión 20º a profundidad total, de 42 dientes
mueve una corona de 90 dientes. Calcule la relación de contacto.
CUMPLE
SI
NO
Una corona cónica de 24 dientes y paso diametral de 5 se mueve por medio de
un piñón de 16 dientes. Calcular el diámetro de paso y el ángulo de paso del
piñón, adendo, dedendo, ancho de cara y diámetro de paso del engranaje.
CUMPLE
SI
NO
Se conectan dos flechas cruzadas con engranajes helicoidales, con reducción de
engranajes de 3:1, ángulo de flecha de 60º y distancia entre centros igual a 10.00
pulg. Si el piñón tiene 35 dientes y un paso diametral normal de 8, calcular los
ángulos de hélice y los diámetros de paso si los engranajes son del mismo
sentido
CUMPLE :
SI
NO
56
Un sinfín de cinco cuerdas mueve una corona de 33 dientes con un ángulo de
flecha de 90º. La distancia entre centros es de 2.75 pulg. y el ángulo de avance
es de 20º . Calcular los diámetros de paso, el avance y el paso axial del sinfín.
CUMPLE :
Firma del Alumno
SI
NO
Firma del Evaluador
57
TEORIA DE TRENES DE ENGRANAJES (XXXXXXXXXXX)
CUESTIONARIO
DATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACIÓN
NOMBRE DEL ALUMNO
MATRICULA:
FECHA:
ANÁLISIS DE MECANISMOS. CUARTO CUATRIMESTRE
XXXXXXXXX
NOMBRE DEL EVALUADOR
INSTRUCCIONES
Estimado usuario:
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través de su desempeño o en la entrega de sus productos.
•
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• Le recordamos tomar el tiempo necesario para contestar y desarrollar su contenido.
CÓDIGO
ASPECTO
Es cualquier conjunto de dos o más engranes conectados
A) Juego de engranes
B) Tren de engranajes
C) Engranaje compuesto
CUMPLE
SI
NO
En un tren de engranajes, es la razón entre el número de dientes del engrane de
entrada( Nent) sobre el número de dientes del engrane de salida(Nsal)
A) Relación de par de torsión
B) Relación del tren
C) Relación de velocidad angular
CUMPLE
SI
NO
SI
NO
Es aquel en el que por lo menos un eje tienes más de un engrane.
A) Tren de engranaje compuesto
B) Tren doble
C) Juego de engranajes
CUMPLE
58
Engranaje que se mueve de tal forma que no solo gira alrededor de su propio
centro sino al mismo tiempo gira alrededor de otro centro
A) Engrane solar
D) Engrane planetario
E) Engrane anular
CUMPLE
SI
NO
Diseñe un tren de engranajes compuesto con una relación exacta de 150:1. y paso
diametral de 6 .Encuentre una combinación de engranes que produzca esta relación
de tren.
CUMPLE :
Firma del Alumno
SI
NO
Firma del Evaluador
59
ANÁLISIS DE TRENES DE ENGRANAJES (XXXXXXXXXXX)
CUESTIONARIO
DATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACIÓN
NOMBRE DEL ALUMNO
MATRICULA:
FECHA:
ANÁLISIS DE MECANISMOS. CUARTO CUATRIMESTRE
XXXXXXXXX
NOMBRE DEL EVALUADOR
INSTRUCCIONES
Estimado usuario:
•
Usted tiene en las manos un instrumento de evaluación que permitirá fundamentar las actividades que ha demostrado a
través de su desempeño o en la entrega de sus productos.
•
Conteste los siguientes planteamientos de manera clara.
• Le recordamos tomar el tiempo necesario para contestar y desarrollar su contenido.
CÓDIGO
ASPECTO
La figura siguiente muestra un tren de engranajes epicíclico. Los números de
dientes se muestran en la figura, El brazo es impulsado en el SMR a 60 rpm y el
engrane A en el eje 1 está fijo a la bancada. Encuentre la velocidad del engrane D
en el eje 2. Calcule además la eficiencia de este tren si los engranes básicos tienen
E0= 0.98.
CUMPLE
SI
NO
60
Sea el tren de la figura, donde se indican el no de dientes de cada rueda. Calcular la
velocidad angular del eje V cuando el eje X gira con una velocidad constante de 20
rads/s en sentido horario y el eje Y lo hace con 20 rad/s en sentido antihorario.
CUMPLE
SI
NO
La figura siguiente muestra el conjunto de engranes planetarios de transmisión para
un servomecanismo de avión. Si la flecha A se conecta con el motor, determinar la
reducción de velocidad angular ω A / ω B
CUMPLE
SI
NO
61
En el tren de engranajes planetarios mostrado en la figura, la flecha A gira a 450 rpm
y la B a 600rpm en las direcciones mostradas. Calcular la velocidad de la flecha C y
dar su dirección de rotación.
CUMPLE
SI
NO
Se desea formar un tren de dos pasos, o con dos pares de ruedas, para obtener la
relación de velocidades de 1/12. El número de dientes no debe ser menor que 15 en
ninguna rueda, y la reducción en el primer paso debe ser aproximadamente el doble
de la obtenida en le 2º. Determinar el número de dientes de todas las ruedas.
CUMPLE :
SI
NO
62
La figura muestra una transmisión de reducción para hélice de avión en forma
diagramática. Determinar la velocidad de la hélice en magnitud y dirección si el motor
gira a 2450 rpm en la dirección mostrada.
CUMPLE :
Firma del Alumno
SI
NO
Firma del Evaluador
63
EVALUACIÓN REPORTES DE PRÁCTICA (XXXX)
LISTA DE COTEJO
DATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACIÓN
NOMBRE DEL ALUMNO
MATRICULA:
FECHA:
ANÁLISIS DE MECANISMOS. CUARTO CUATRIMESTRE
NOMBRE DEL EVALUADOR
INSTRUCCIONES
Revise los documentos o actividades que se solicitan; marque “SI” cuando la evidencia a
evaluar se cumple; y “NO” en caso contrario. En La columna de “OBSERVACIONES” registre
los datos relevantes asociados a la evaluación.
CÓDIGO
ITEM
SI NO
OBSERVACIONES
La documentación del producto (proyecto) cumple con los Requisitos de:
1. Presentación
2. Ortografía y redacción adecuadas
3. Maneja lenguaje técnico pertinente.
El contenido del reporte cumple los siguientes campos:
4. Portada
5. Objetivo de la práctica
6. Introducción
7. Equipo y Material
8. Desarrollo (Explicación funcional de mecanismos/máquinas,
descripción del proceso seguido, medios utilizados, esquemas,
diagramas, y resultados obtenidos)
9. Observaciones
10. Conclusiones
11. Incluye referencias bibliográficas o de Internet consultadas de
acuerdo a formato establecido
Firma del Alumno
Firma del Evaluador
64
EVALUACIÓN DE PROTOTIPO DE MECANISMO(XXX)
LISTA DE COTEJO
DATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACIÓN
NOMBRE DEL ALUMNO
MATRICULA:
FECHA:
ANÁLISIS DE MECANISMOS. CUARTO CUATRIMESTRE
NOMBRE DEL EVALUADOR
INSTRUCCIONES
Revise los documentos o actividades que se solicitan; marque “SI” cuando la evidencia a
evaluar se cumple; y “NO” en caso contrario. En La columna de “OBSERVACIONES” registre
los datos relevantes asociados a la evaluación.
CÓDIGO
ITEM
SI NO
OBSERVACIONES
La presentación del producto (prototipo) cumple con los Requisitos de:
1. Tiempo y forma de entrega
2. Planos utilizados
Las características del prototipo cumple los siguientes campos:
3.Funcionalidad
4.Materiales solicitados
5. Especificaciones de diseño adecuadas
6. Seguridad en la operación
7. Resistencia
8. Flexibilidad de fabricación
9. Creatividad e innovación
10. Desempeño
Firma del Alumno
Firma del Evaluador
65
INSTRUMENTO PARA EVALUAR ACTITUDES (XXX)
GUÍA DE OBSERVACIÓN
DATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACIÓN
NOMBRE DEL ALUMNO
MATRICULA:
FECHA:
ANÁLISIS DE MECANISMOS. CUARTO CUATRIMESTRE
NOMBRE DEL EVALUADOR
INSTRUCCIONES
Revise los documentos o actividades que se solicitan; marque “SI” cuando la evidencia a
evaluar se cumple; y “NO” en caso contrario. En La columna de “OBSERVACIONES”
registre los datos relevantes asociados a la evaluación.
CÓDIGO
ITEM
SI
NO
OBSERVACIONES
1. Sigue las indicaciones proporcionadas por el profesor.
2. Respeta las medidas de seguridad en el laboratorio.
3. Se hace responsable por el equipo y material que le
proporciona el encargado del laboratorio.
4. Hace uso adecuado del equipo, herramientas y material
requerido en la práctica.
5. Facilita el adecuado aprovechamiento de la práctica al
mantener la disciplina y el orden en el desarrollo de la
misma.
6. Mantiene el área de trabajo limpia y ordenada para facilitar
la realización de la práctica.
7. Interactúa de manera apropiada con los demás integrantes
de su equipo.
8. Demuestra interés y respeto por la opinión de los demás.
9. Son adecuados y pertinentes sus comentarios sobre la
práctica y los objetivos de la misma.
10. Entrega el equipo, herramienta y materiales tal como se le
proporciono el encargado de laboratorio.
66
GLOSARIO
A
Aceleración.- Se conoce también como aceleración lineal, y es la variación
de la velocidad de un objeto por unidad de tiempo.
Aceleración angular.- Magnitud vectorial que caracteriza la variación de la
velocidad angular de un móvil que describe una trayectoria circular o de
un sólido rígido que gira alrededor de un eje fijo. Se representa por a y su
unidad es rad ⋅ s −2
Análisis.- Examinar en forma crítica un diseño ya existente o propuesto
con el fin de determinar si es adecuado para el trabajo de que se trate.
Articulación.- Unión entre dos elementos que permite el movimiento
relativo entre ellas.
B
Balancear.- Igualar o poner en equilibrio.
Balanceo.- Acción o efecto de balancear.
Biela.- Barra que sirve para transformar el movimiento de vaivén en otro
de rotación, o viceversa.
Bifurcación.- División en dos ramales ó brazos.
C
Cadena.- Serie de muchos eslabones enlazados entre sí.
Cadena cinemática.- Serie de eslabones conectados por pares.
Centro instantáneo de velocidad.- Ubicación instantánea de un par de
puntos de coincidentes de dos cuerpos rígidos diferentes para los que las
velocidades absolutas de los dos puntos son iguales.
Ciclo.- Cuando las partes de un mecanismo han pasado por todas las
posiciones posibles que pueden tomar después de iniciar y han regresado
a sus posiciones relativas originales.
Cinemática.- Estudio de los cuerpos en movimiento, sin considerar las
fuerzas las fuerzas que lo producen. Es el estudio de la posición, el
desplazamiento, la rotación, la rapidez, la velocidad y la aceleración.
Cinética.- Es el estudio de los cuerpos en movimiento y de las fuerzas que
lo producen (sin moverse).
Coeficiente de rozamiento dinámico.- Es el medido cuando ambas
superficies están en movimiento relativo (puede moverse una sola o
ambas).
67
Coeficiente de rozamiento estático.- Es el medido cuando ambas
superficies están en reposo.
D
Dinámica.- Análisis de sistemas que cambian con el tiempo. Se divide en
cinemática y cinética.
Diagrama de cuerpo libre (DLC).- Es la representación esquemática de las
fuerzas que actúan sobre un cuerpo.
E
Energía.- Se define como la capacidad de un cuerpo para realizar un
trabajo, por razón de su movimiento o configuración.
Energía cinética.- Es una forma de energía debida al movimiento de los
cuerpos. Equivale al trabajo que es necesario realizar para que un cuerpo
pase del estado de reposo (v = 0) al estado de desplazamiento con una
velocidad v.
Energía mecánica.- Es aquella que poseen los cuerpos capaces de
producir movimiento.
Energía potencial.- Es la energía almacenada en un sistema, o como una
medida del trabajo que un sistema puede entregar. Es aquella que
poseen los cuerpos que están en reposo y depende de su posición en el
espacio (altura).
Engrane o ruedas dentadas.- Se puede definir como un elemento de
maquinaria que se encarga de transmitir potencia, cambios de velocidad
o torque (movimiento) rotatorio entre ejes paralelos; con una gran
eficiencia.
Engranaje.- Sistema mecánico basado en ruedas dentadas que sirve para
transmitir el movimiento de rotación de un eje a otro, invirtiendo
eventualmente sentido o modificando su velocidad angular.
Engranaje helicoidal.- Son engranes cilíndricos que tienen los dientes
inclinados o no son paralelos al eje de rotación, con la ventaja de ser
menos ruidosos.
Engranaje cónico.- Tienen dientes formados en superficies cónicas y se
utilizan principalmente para transmitir movimiento entre ejes que se
intersecan.
Engrane recto.- Son engranes cilíndricos que tienes sus dientes paralelos
al eje de rotación y se utilizan para transmitir movimiento de un eje a otro
que es paralelo.
Embrague.- Son acoplamientos que permiten desconectar los árboles o
68
ejes acoplados durante la rotación.
Embrague de fricción.- Se diseñan para reducir el choque del
acoplamiento, mediante el resbalamiento durante un periodo de
embrague.
Embrague positivo.- Se diseñan para la transmisión sin resbalamiento del
momento de torsión.
Eslabón.- Es un cuerpo rígido que tiene dos o más pares, por medio de los
cuales se puede conectar a otros cuerpos para transmitir fuerza o
movimiento.
Estática.- Análisis de sistemas en los que el tiempo no es un factor
determinante.
Eslabón rígido.- Eslabón que puede transmitir esfuerzos de tensión y
compresión. Trabaja a tensión y compresión.
Eslabón flexible.- Eslabón que trabaja a tensión o compresión. Sólo
transmite esfuerzos en una sola dirección.
F
Fase.- Posiciones relativas simultáneas de un mecanismo en un instante
dado durante un ciclo.
Freno.- Dispositivo mecánico que se aplica a la superficie de un eje, una
rueda o un disco giratorio, de manera que reduce el movimiento mediante
fricción
Fricción.- Es la resistencia que existe cuando dos superficies sólidas se
deslizan o tienden a deslizarse una sobre la otra.
G
Grado de libertad.- Es el número mínimo de variables que se requieren
para especificar de manera única la configuración de un acoplamiento.
I
Inercia.- Propiedad de los cuerpos de no modificar su estado de reposo o
movimiento si no es por la acción de una fuerza.
Inversión.- Cuando se permite mover el eslabón que originalmente estaba
fijo en un mecanismo y se fija otro eslabón que tenia movimiento.
J
Junta.- Unión de dos o más elementos.
K
Kutsbach, criterio de.- Regla
para determinar la movilidad de un
69
mecanismo.
Kennedy; Teorema de.- Establece que tres cuerpos en movimiento plano
general, los tres centros instantáneos se encuentran en una línea recta
común.
L
Ley de Inercia.- Todo cuerpo permanece en su estado actual de
movimiento con velocidad uniforme o de reposo a menos que sobre él
actué una fuerza externa neta o no equilibra. (1ra Ley de Newton)
Leva.- Dispositivo para transformar un movimiento en otro. El movimiento
de la leva (usualmente rotatorio) se transforma en oscilación, traslación o
ambos, en el seguidor o palpador.
M
Máquina.- Mecanismo o conjunto de mecanismos que transmiten fuerza
desde la fuente de energía hasta la resistencia que se debe vencer.
Mecánica.- Ramo del análisis científico que se ocupa de los movimientos,
el tiempo, y las fuerzas. Se divide en estática y dinámica.
Mecanismo.- Combinación de cuerpos rígidos o resistentes formados de
tal manera y conectados de tal forma que se mueven uno sobre el otro
con su movimiento relativo definido.
Movilidad.- Número de grados de libertad que posee un sistema. Número
de parámetros de entrada que se deben controlar independientemente
para llevar el dispositivo a una posición en particular.
Movimiento rígido.- Movimiento restringido, sólo se da en ciertas
direcciones.
Movimiento combinado.- Movimiento de rotación y traslación.
Movimiento helicoidal.- Cuando un cuerpo rígido se mueve de tal manera
que cada punto del mismo tiene movimiento de rotación alrededor de un
eje fijo y al mismo tiempo tiene una traslación paralela al eje.
Movimiento esférico.- Movimiento de un cuerpo rígido de tal manera que
cada punto del cuerpo tiene movimiento alrededor de un punto fijo en
tanto que permanece a una distancia constante del mismo.
Movimiento espacial.- Movimiento en el cual un cuerpo rígido tiene
movimiento de rotación alrededor de tres ejes no paralelos y de traslación
en tres direcciones independientes.
O
Oscilación.- Acción y efecto de oscilar.
70
Oscilar.- Efectuar movimientos de vaivén a la manera de un péndulo o de
un cuerpo colgado de un resorte o movido por él.
P
Par.- Formas geométricas mediante las cuales se unen dos miembros de
un mecanismo.
Par de giro.- Par que solo permite rotación relativa. También llamado
revoluta.
Par deslizante.- Par que solo permite deslizamiento.
Par inferior.- Si la unión o articulación mediante la cual se conectan dos
miembros tiene un contacto superficial, como una unión de perno.
Par superior.- Si la conexión ocurre a lo largo de una línea como en un
rodamiento de bolas.
Periodo.- Tiempo requerido para que se cumpla un ciclo.
R
Rotación.- Movimiento plano de un cuerpo rígido en el que cada punto
permanece a una distancia constante de un eje fijo que está
perpendicular al plano del movimiento.
S
Seguidor.- Elemento utilizado para seguir el contorno de una leva y así
producir un movimiento de oscilación y/o traslación.
Síntesis.- Proceso de idear un método para lograr un propósito dado. Es
el proceso de establecer tamaños, formas, composiciones y disposiciones
de las piezas de tal modo que la máquina resultante desempeñe las
tareas prescritas.
T
Traslación.- Movimiento en el cual la posición de cada línea recta del
cuerpo es paralela a todas sus demás posiciones.
Traslación curvilínea.- Movimiento en el cual las trayectorias de los puntos
son curvas idénticas a un plano fijo.
Traslación rectilínea.- Movimiento en el cual todos los puntos del cuerpo
se mueven en trayectorias de líneas rectas paralelas.
Tren de Engranaje.- Sistema mecánico basado en ruedas dentadas que
sirve para transmitir el movimiento de rotación de un eje a otro,
invirtiendo eventualmente sentido o modificando su velocidad angular.
71
Torsión.- Deformación helicoidal que sufre un cuerpo cuando se le aplica
un par de fuerzas (sistema de fuerzas paralelas de igual magnitud y
sentido contrario). La torsión se puede medir observando la deformación
que produce en un objeto un par determinado. Por ejemplo, se fija un
objeto cilíndrico de longitud determinada por un extremo, y se aplica un
par de fuerzas al otro extremo; la cantidad de vueltas que dé un extremo
con respecto al otro es una medida de torsión.
V
Vector.- Es un conjunto de n componentes ordenados que representa
una propiedad o parámetro que tiene magnitud, dirección y sentido en el
espacio n-dimensional.
Vector unitario.- Vector cuya magnitud es igual a la unidad. Si A es un
vector, entonces a sería un vector unitario en la misma dirección de A si
a = A / A donde A > 0 .
Velocidad angular.- magnitud vectorial que caracteriza la variación del
ángulo recorrido por un móvil que describe una trayectoria circular o de
un sólido rígido que gira alrededor de un eje fijo.
Volante de inercia.- Es un elemento totalmente pasivo, únicamente aporta
al sistema una inercia adicional. Al incrementarse la inercia del sistema,
en igualdad de condiciones, se reducen las fluctuaciones de velocidad.
72
BIBLIOGRAFÌA
1
Erdman, Arthur G., "Diseño de mecanismos, análisis y
síntesis", Mexico Edit. Prentice Hall cop. 1999
2
Dijksman, E.A., "Cinemática de mecanismos"
mecanismos",
os", México ,
Editorial Limusa.
3
Hall, A. S.,””Diseño de máquinas. Teoría y problemas”.
problemas”. Editorial
Mc Graw-Hill
4
Mabie, Hamilton H., "Mecanismos
Mecanismos y dinámica de maquinaria ",
México Editorial. Limusa .
5
Norton, Robert L.,"Diseño
"Diseño de maquinaria, una introducción
introducción a
la síntesis y al análisis de mecanismos y Máquinas ",Editorial
McGraw-Hill .
6
Shigley, Joseph Edward., "Teoría de máquinas y mecanismos"
mecanismos",
México; Editorial McGraw-Hill .
73
NOTA : El presente programa, sujeto a revisión,
revisión, esta propuesto para trabajar con
una herramienta computacional para el modelado y representado gráfico de
cualquier tipo de mecanismo como lo es el Winmec, Adams o Working Model.
propuestos,
tos, y
Asimismo quedan a consideración el nivel y tipo de ejercicios propues
complementarlo con el desarrollo de modelos didácticos desarrollados por el
alumno así como el desarrollo de un proyecto integrador de la asignatura.
74