Tecnología de Mecanismos

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
PROGRAMA SINTÉTICO
CARRERA:
Ingeniería en Control y Automatización.
ASIGNATURA:
Tecnología de Mecanismos.
SEMESTRE:
Séptimo
OBJETIVO GENERAL:
El alumno determinará desde el punto de vista funcional y/o conceptual el tipo de mecanismo y material
más adecuado para transformar y transmitir movimientos a sistemas de acoplamiento en aplicaciones
industriales, previo al análisis y descripción, tanto en forma analítica como experimental.
CONTENIDO SINTÉTICO:
I. Fundamentos de Diseño.
II. Carga en Mecanismos.
III. Flechas, Cuñas y Acoplamientos.
IV. Engranes.
V. Resortes.
VI. Tornillos, Sujetadores, Embragues y Frenos.
METODOLOGÍA:
Exposiciones e intervenciones orales por parte del profesor y los alumnos.
Integración de equipos de trabajo para la realización de prácticas y ejercicios.
Búsqueda documental por parte de los alumnos en revistas especializadas, sobre dispositivos electrónicos
y aplicaciones industriales.
Realización de tareas y actividades extra clase.
EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN:
Se evaluará con tres exámenes departamentales. La calificación de la teoría será la suma promedio de los
tres exámenes departamentales, con un valor del 50%. La calificación de laboratorio será la suma
promedio de todos los reportes técnicos de laboratorio con un valor del 40%. La participación en clase,
tareas, trabajos y actividades extra clases tendran un valor del 10%. La calificación final será la suma
obtenida de la teoría, laboratorio y participación en clase, tareas, trabajos y actividades extra clase. La
calificación final será acreditada siempre y cuando la calificación de teoría y laboratorio sean
aprobatorias.
BIBLIOGRAFÍA:
Burton, Paul. Kinematics and Dynamics of Planar Machinery. Ed. Prentice- Hall. Englewood, 1992, 670pp.
Dijksman. Cinemática de Mecanismos. Ed. LIMUSA. México, 1990, 467pp.
Erdman y Sandor. Diseño de Mecanismos. Ed. Pearson. México, 1998, 540pp.
Mabie. Mecanismos y Dinámica de Maquinaria. Ed. LIMUSA. México, 1998, 608pp.
Norton, Robert. Diseño de Máquinas. Ed. Mc Graw Hil. México, 1995, 390pp.
Palacios Montufar. Análisis y Síntesis de Mecanismos. IPN. México, 1997.
Shigley. Análisis Cinemático de Mecanismos. Ed. Mc Graw Hil, Madrid, 1988, 468pp.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y
Eléctrica
CARRERA: Ingeniería Eléctrica, Ingeniería en
Control y Automatización.
OPCIÓN:
COORDINACIÓN:
DEPARTAMENTO: Académico de Ingeniería
en Control y Automatización
ASIGNATURA: Tecnología de Mecanismos.
SEMESTRE: Séptimo.
CLAVE:
CRÉDITOS: 7.5
VIGENTE: 2006
TIPO DE ASIGNATURA: Teórico-Práctica
MODALIDAD: Escolarizada
TIEMPOS ASIGNADOS
HRS/SEMANA/TEORÍA:
HRS/SEMANA/PRÁCTICA:
3.0
1.5
HRS/SEMESTRE/TEORÍA:
54
HRS/SEMESTRE/PRÁCTICA: 27
HRS/TOTALES:
81
PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO:
POR: Academia de Control y Automatización
REVISADO POR: Subdirección Académica.
APROBADO POR: Consejo Técnico Consultivo
Escolar de la ESIME Zacatenco
M en C. Jesús Reyes García.
AUTORIZADO POR: Comisión de Planes y Programas
de Estudio del Consejo General Consultivo del IPN
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SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA: Tecnología de Mecanismos.
CLAVE:
HOJA:
2
DE 10
FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA
Todos los elementos que tienen movimiento y que son obra del ingenio humano, son la materialización de lo
que se llama Ingeniería del movimiento. Estos conjuntos de elementos en movimiento que transmiten,
transportan y transforman diversas formas de energía, es lo que definimos como un mecanismo.
El conocimiento de la tecnología de Mecanismos proporciona las bases para comprender ampliamente los
procesos de interacción entre los diversos componentes que están en movimiento en todos aquellos
procesos creados por la Ingeniería: artefactos, dispositivos, equipos, máquinas, manipuladores y sistemas
para beneficio del ser humano y el aprovechamiento de su entorno. Es por esta razón que el alumno de la
carrera de Ingeniería en Control y Automatización debe conocer y manejar la Tecnología de Mecanismos, ya
que esta forma parte de cualquier proceso industrial.
Los cursos que anteceden a esta asignatura son: Física Moderna, Prácticas de DAC.
Los cursos colaterales son : Instrumentos Analíticos de Medición.
Los cursos consecuentes :Manipuladores Industriales I y II
OBJETIVO DE LA ASIGNATURA
El alumno determinará desde el punto de vista funcional y/o conceptual el tipo de mecanismo y material más
adecuado para transformar y transmitir movimientos a sistemas de acoplamiento en aplicaciones industriales,
previo al análisis y descripción, tanto en forma analítica como experimental.
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DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA:
No. UNIDAD:
Tecnología de Mecanismos
CLAVE:
HOJA:
3 DE 10
NOMBRE: Fundamentos de Diseño.
I
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno explicará los fundamentos del diseño de elementos para que las máquinas funcionen en forma
segura y confiable.
No.
TEMA
TEMAS
HORAS
P
EC
6.0
6.0
1.1
Diseño
1.5
1.2
Materiales y procesos.
1.5
1.3
Dureza,
recubrimientos
superficiales.
1.4
Propiedades de los materiales.
1.5
1.5
Propiedades de los no metales
1.5
y
tratamientos
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
T
5B, 8B
1.5
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Búsqueda de información documental especializada por parte de los alumnos
Exposición y discusión de temas consultados por parte de los alumnos
Empleo de material audiovisual y/o simuladores
Participación y actividades extraclase por parte de los alumnos
Realización de prácticas de laboratorio
Resolución de ejercicios de aplicación
PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN
Primer examen departamental que comprende las unidades I y II, con un valor del 50% de la calificación
parcial.
Reporte de práctica de laboratorio, con un valor del 40% de la calificación del parcial.
Participación en clase, tareas, trabajos y actividades extra clase, con un valor del 10% de la calificación parcial.
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DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA:
No. UNIDAD: II
Tecnología de Mecanismos
CLAVE:
HOJA:
4 DE 10
NOMBRE: Cargas en los Mecanismos.
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno empleará las propiedades principales de los mecanismos, para dimensionar, formar y escoger
materiales para el diseño contra fallas.
No.
TEMA
TEMAS
T
2.1.
Dimencionamiento de cargas.
1.5
2.2.
Esfuerzo, deformación y deflexión.
1.5
2.3.
Vigas y esfuerzo de flexión.
1.5
2.4.
Torsión, esfuerzos combinados y concentración
de esfuerzos.
1.5
2.5.
Conceptos básicos de la teoría de fallas estáticas.
1.5
2.6.
Conceptos básicos de fallas de materiales
frágiles.
1.5
2.7
Conceptos básicos del modelo de fallas por
fatiga.
1.5
2.8
Criterios de medición.
1.5
HORAS
P
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
EC
6.0
5B, 8B, 4C
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Empleo de material audiovisual y/o simuladores.
Realización de prácticas.
Consulta de revistas especializadas en mecánica y temas afines.
Exposición y discusión de temas consultados con la guía del profesor.
Participación en clase
Realización de tareas y trabajos extractase
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Primer examen departamental que comprende las unidades I y II, con un valor del 50% de la calificación
parcial.
Reporte de práctica de laboratorio, con un valor del 40% de la calificación del parcial
Participación en clase, tareas, trabajos y actividades extra clase, con un valor del 10% de la calificación parcial.
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ASIGNATURA:
No. UNIDAD: III
Tecnología de Mecanismos
CLAVE:
HOJA:
5 DE 10
NOMBRE: Flechas, Cuñas y Acoplamientos.
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno determinará las principales características de los elementos mecánicos involucrados en el diseño de
flechas de transmisión, soporte de engranes, poleas, bandas y cadenas; para aplicarlos a diferentes posiciones
de montaje y acoplamiento.
T
HORAS
P
EC
Conceptos básicos del diseño de flechas y
aplicaciones.
1.5
1.5
6.0
3.2
Conceptos básicos del diseño de cuñas y
aplicaciones.
1.5
3.3
Conceptos básicos del diseño de volantes y
aplicaciones.
1.5
3.4
Introducción a los acoplamientos y aplicaciones.
1.5
No.
TEMA
TEMAS
3.1
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
3B, 5B, 6B, 8B, 1C
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Empleo de material audiovisual y/o simuladores
Consulta de revistas especializadas en electrónica, sobre los temas de la unidad
Elaboración de reportes técnicos
Exposición de temas consultados por parte de los alumnos con al guía del profesor
Realización de tareas y trabajos extraclase
Resolución de ejercicios de aplicación con la coordinación del profesor
PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN
Segundo examen departamental que comprende las unidades III y IV con un valor del 50% de la calificación
parcial.
Reporte de práctica de laboratorio, con un valor del 40% de la calificación del parcial.
Participación en clase, tareas, trabajos y actividades extra clase, con un valor del 10% de la calificación parcial
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DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA:
No. UNIDAD:
Tecnología de Mecanismos
IV
CLAVE:
HOJA:
6 DE 10
NOMBRE: Engranes.
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno utilizará los diferentes tipos de engranes para la transformación de movimientos mecánicos lineales
a movimientos rotatorios, rotatorios a lineales y lineales a lineales, previo cálculo y descripción de engranes.
No.
TEMA
TEMAS
T
HORAS
P
EC
10.5
6.0
4.1
Introducción a bandas y sus aplicaciones.
1.5
4.2
Introducción a engranes y sus aplicaciones.
1.5
4.3
Trenes de engranes y aplicaciones.
1.5
4.4
Introducción al cálculo de engranes.
1.5
4.5
Engranes helicoidales.
1.5
4.6
Engranes sin fin.
1.5
4.7
Engranes cónicos.
1.5
4.8
Introducción a las cadenas y sus aplicaciones.
1.5
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
3B, 5B, 8B, 1C, 7C
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Consulta de revistas especializadas en mecánica y engranes
Empleo de material audiovisual y/o simuladores.
Realización de tareas y trabajos extra clase.
Exposición y discusión de temas consultados con la guía del profesor.
Realización de prácticas.
PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN
Segundo examen departamental que comprende las unidades III y IV, con un valor del 50% de la calificación
parcial.
Reporte técnico de las prácticas de laboratorio, con un valor del 40% de la calificación del parcial.
Participación en clase, tareas, trabajos y actividades extra clase, con un valor del 10% de la calificación parcial.
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DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA:
No. UNIDAD: V
Tecnología de Mecanismos
CLAVE:
HOJA:
7 DE 10
NOMBRE: Resortes.
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno aplicará la teoría de diseño de resortes, para producir fuerzas de empuje, de tiro o de torsión, a fin de
especificar las configuraciones estándar.
No.
TEMA
TEMAS
T
HORAS
P
EC
6.0
6.0
5.1
Características de los resortes.
1.5
5.2
Introducción al diseño de resortes helicoidales de
compresión.
1.5
5.3
Introducción al diseño de resortes helicoidales de
extensión.
1.5
5.4
Introducción al diseño de resortes helicoidales a
la torsión.
3.0
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
6B, 8B
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Empleo de material audiovisual y/o simuladores.
Realización de tareas y trabajos extraclase
Realización de prácticas sobre resortes helicoidales.
Resolución de ejercicios de aplicación con al coordinación del profesor.
Exposición por parte de los alumnos con al guía del profesor.
PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN
Tercer examen departamental que comprende las unidades V y VI, con un valor del 50% de la calificación
parcial.
Reporte de práctica de laboratorio, con un valor del 40% de la calificación del parcial.
Participación en clase, tareas, trabajos y actividades extra clase, con un valor del 10% de la calificación parcial.
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DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA:
No. UNIDAD:
Tecnología de Mecanismos
VI
CLAVE:
HOJA:
8 DE 10
NOMBRE: Tornillos, Sujetadores, Embragues y Frenos.
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno seleccionará el tipo de tornillo y sujetador específico para cada tipo de aplicación dependiendo de la
carga y esfuerzos presentes.
No.
TE
MA
TEMAS
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
T
HORAS
P
EC
3.0
6.0
6.1
Tornillos.
3.0
6.2
Sujetadores.
1.5
6.3
Sujetadores al cortante.
3.0
6.4
Embragues y frenos.
1.5
3B, 5B, 6B, 2C
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Búsqueda de información documental por parte de los alumnos
Elaboración de reportes técnicos.
Resolución de ejercicios de aplicación.
Exposición y discusión de temas consultados con la guía del profesor.
Realización de prácticas sobre tornillos, resortes y frenos.
PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN
Tercer examen departamental que comprende las unidades V y VI, con un valor del 50% de la calificación
parcial.
Reporte técnico de las prácticas de laboratorio, con un valor del 40% de la calificación del parcial.
Participación en clase, tareas, trabajos y actividades extra clase, con un valor del 10% de la calificación parcial.
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DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA:
Tecnología de Mecanismos
CLAVE:
HOJA:
9
DE 10
RELACIÓN DE PRÁCTICAS
PRACT.
No.
NOMBRE DE LA PRÁCTICA
UNIDAD
DURACIÓN
LUGAR DE
REALIZACIÓN
Laboratorio de Mecánica
1
Ensayos a la Compresión,
Tensión, Flexión y Torsión.
I
3.0
2
Resistencia a la fatiga, al impacto
y a la fractura.
I
3.0
3
Identificación de la cuñas y de
tipos de acoplamientos para
máquinas rotatorias.
III
1.5
4
Determinación de las ventajas de
los trenes de engranes y
aplicaciones.
IV
3.0
5
Determinación de las
características de un engrane
helicoidal y aplicaciones.
IV
3.0
6
Aplicación de los engranes sin fin
y de los engranes cónicos.
IV
3.0
7
Aplicación de bandas y cadenas
IV
1.5
8
El resorte helicoidal de
compresión y de extensión.
V
3.0
9
El resorte helicoidal a la torsión
con carga estática y dinámica.
V
3.0
10
Selección de tornillos, sujetadores,
embragues y frenos en
mecanismos y aplicaciones.
VI
3.0
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SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
ASIGNATURA:
Tecnología de Mecanismos
PERIODO
UNIDAD
1°
I y II
2°
III y IV
3°
V y VI
CLAVE:
HOJA: 10
DE 10
PROCEDIMIENTO DE VALUACIÓN
Primer examen departamental.
Segundo examen departamental.
Tercer examen departamental.
La calificación de la teoría será la suma promedio de los tres exámenes
departamentales, con un valor del 50%. La calificación de laboratorio
será la suma promedio de todos los reportes técnicos de laboratorio
con un valor del 40%. La participación en clase, tareas, trabajos y
actividades extra clases tendran un valor del 10%. La calificación final
será la suma obtenida de la teoría, laboratorio y participación en clase,
tareas, trabajos y actividades extra clase. La calificación final será
acreditada siempre y cuando la calificación de teoría y laboratorio sean
aprobatorias.
CLAVE
B
C
BIBLIOGRAFÍA
1
X
Burton, Paul. Kinematics and Dynamics of Planar Machinery. Ed.
Prentice- Hall. Englewood, 1992, 670pp.
2
X
Dijksman. Cinemática de Mecanismos. Ed. LIMUSA. México, 1990,
467pp.
3
Erdman y Sandor. Diseño de Mecanismos. Ed. Pearson. México, 1998,
540pp.
X
4
X
Kozhevnikov. Mecanismos. Ed. Gustavo Gili. Barcelona, 1975, 430p.
5
X
Mabie. Mecanismos y Dinámica de Maquinaria. Ed. LIMUSA. México,
1998, 608pp.
6
X
Norton, Robert. Diseño de Máquinas. Ed. Mc Graw Hil. México, 1995,
390pp.
7
8
X
X
Palacios Montufar.
México,1997.
Análisis
y
Síntesis
de
Mecanismos.
IPN.
Shigley. Análisis Cinemático de Mecanismos. Ed. Mc Graw Hil, Madrid,
1988, 468pp.
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SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR
PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA
1. DATOS GENERALES
ESCUELA:
Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
CARRERA:
Ingeniería en Control y Automatización.
ÁREA:
BÁSICAS
ACADEMIA:
SEMESTRE
D. INGENIERÍA
C. INGENIERÍA
ASIGNATURA:
Ingeniería Electrónica.
ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO
REQUERIDO:
Séptimo
C. SOC. y HUM.
Tecnología de Mecanismos
Ingeniero en Control y Automatización, Ingeniero en área
Electromecánica, preferentemente con posgrado.
2. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA:
El alumno determinará desde el punto de vista funcional y/o conceptual el tipo de mecanismo y material más
adecuado para transformar y transmitir movimientos a sistemas de acoplamiento en aplicaciones industriales,
previo al análisis y descripción, tanto en forma analítica como experimental.
3. PERFIL DOCENTE:
CONOCIMIENTOS
Estática y
Dinámica
Ecuaciones
Diferenciales
Conocimientos
pedagógicos para
Impartir clases.
Manejo de
paquetes de
Computo
EXPERIENCIA
PROFESIONAL
Diseño de elementos
de máquinas.
Diseño de máquinas y
equipos.
Construcción de
mecanismos
Reparación de
equipos.
Mantenimiento de
maquinaria.
HABILIDADES
Para transmitir los
conocimientos.
Para el dibujo
mecánico.
Para propiciar el
Interés de los alumnos
Mantener la atención
de los alumnos.
ACTITUDES
Honestidad.
Paciente.
De apoyo al alumno.
De comprensión del
entorno social propio,
de la escuela y de los
alumnos.
Compromiso social.
ELABORÓ
REVISÓ
AUTORIZÓ
Ing. Ivone Cecilia Torres Rodríguez
Presidente de Academia
Ing. Guillermo Santillán Guevara
Subdirector Académico
M en C. Jesús Reyes García
Director
FECHA: 2006