FACULTAD DE INGENIERIAS Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA AERONÁUTICA

INGENIERÍA AERONÁUTICA MECANISMOS Y ELEMENTOS DE MAQUINAS SÍLABO I. 1.1 1.2 1.3 1.4

DATOS GENERALES

ASIGNATURA CÓDIGO PRE-REQUISITO HORAS SEMANALES 1.4.1 TEORÍA 1.4.2 PRÁCTICA 1.5 N° DE CRÉDITOS 1.6 CICLO 1.7 TIPO DE CURSO 1.8 DURACIÓN DEL CURSO 1.9 CURSO REGULAR EXAMEN 1.10 SUSTITUTORIO II.

: Mecanismos y Elementos de Maquinas : 3301-33309 : 3301-33210, 3301-33301 y 3301-33303 : 05 : 03 : 02 : 04 : VI : Obligatorio : 18 Semanas en total : 17 Semanas : 01 Semana

DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA: La asignatura de Mecanismos y Elementos de Maquinas es de naturaleza teórica- práctica y constituye una de las bases para que el alumno tenga el conocimiento necesario, para su aplicación en la carrera de Ingeniería Aeronáutica. Brinda al alumno los conceptos necesarios acerca de la cinemática y dinámica en el campo de los movimientos de los componentes de máquinas. En otras palabras, el propósito del curso consiste en orientar y proporcionar al alumno los conocimientos fundamentales para que pueda hacer investigación y a la vez, desarrollar sus capacidades intelectuales y creativas. Es parte fundamental del curso que el alumno se motive desde el comienzo de la carrera, por medio de la trasmisión de conocimientos y experiencia de la vida real, para que investigue y se sienta inmerso en el contenido del currículo y perfil de la carrera, tanto en los aspectos cognitivo y fundamento matemático. El desarrollo de la asignatura deberá estimular el espíritu crítico acerca de los problemas presentados en los elementos de maquinas. El alumno de ingeniería desarrollará su capacidad de análisis y los conocimientos adquiridos despertaran el interés, para su aplicación durante la carrera profesional.

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Al finalizar el curso, el estudiante será capaz de: Estar en condiciones de determinar y calcular los efectos de las fuerzas y momentos en los diversos componentes de maquinas. Emplear los fundamentos de la mecánica de los materiales para llegar a solucionar los problemas de ingeniería mecánica. Desarrollar las aptitudes y habilidades en el manejo e interpretación de los resultados

de

los

cálculos

efectuados

y

poder

efectuar

un

pre

dimensionamiento de los componentes mecánicos. El curso comprende las siguientes unidades de aprendizaje: 

Esfuerzos y fatiga



Árboles y ejes

         

Cojinetes Elementos de fijación Resortes Cables de acero Levas Engranajes cilíndricos Engranajes helicoidales Engranajes cónicos Mecanismos diferenciales Mecanismos articulados

III. COMPETENCIA Utiliza los conceptos de estática, de dinámica y de la resistencia de los materiales hacia el pre dimensionamiento de los componentes de maquinas haciendo uso de los respectivos diagramas de cuerpo libre así como de los sistemas de referencia necesarios para su respectivo análisis. IV. CAPACIDADES 1. Maneja el cálculo de esfuerzos en componentes de estructura de maquinas. 2. Elabora los respectivos diagramas de fuerzas cortantes y momentos flexionantes en elementos sometidos a diversas cargas. 3. Calcula diámetros de ejes de transmisión de potencia mecánica. 4. Evalúa las fuerzas en los engranajes de diversos tipos. 5. Diseña diagramas de funcionamiento para levas. 6. Selecciona los cojinetes necesarios para el mecanismo planteado.

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V. METODOLOGÍA: Al inicio del curso, el profesor hará la presentación introductoria del mismo y explicará el sílabo, enfatizando que promoverá la práctica, talleres, investigación y el diálogo constante con los alumnos para ayudar a que fijen y profundicen mejor los conceptos, los métodos y conocimientos que vayan adquiriendo. Se resaltará la importancia de la participación espontánea de los alumnos en las clases teóricas y prácticas del curso y que como estudiantes universitarios, no sólo deben limitarse a conocer lo tratado en clase, sino que deben investigar sobre los diferentes temas tratados. En esencia, la asignatura se desarrollará con los siguientes lineamientos metodológicos: 1. El profesor del curso, en cada clase presentará: el fundamento teórico de los diferentes temas, siguiendo el orden que se señala en el programa analítico. Además desarrollará talleres de problemas y propiciará y estimulará la intervención de los alumnos en la clase. Dejará temas y trabajos prácticos (problemas) de diferentes niveles de complejidad, para que los alumnos investiguen y /o desarrollen en grupo o en forma personal. 2. En caso que los alumnos encuentren dificultad para resolver cualquier problema relacionado con la asignatura, podrán acudir a realizar la respectiva consulta al profesor responsable de la asignatura. 3. Es requisito, que el alumno en todos los trabajos prácticos (problemas), monografías, presentaciones, etc. haga uso intensivo de la Tecnología de la Información. (Ofimática para Ingenieros, Internet, Intranet, Red de la EAPIA y Correo Electrónico). VI. EVALUACIÓN: El Reglamento vigente de la UAP, exige la asistencia obligatoria a clases y que el profesor pase la lista de asistencia en cada clase que dicta, registrando las inasistencias, en el registro proporcionado por la Universidad. Los alumnos no podrán sobrepasar el 30% de inasistencias justificadas a las horas lectivas teóricas, ni el 20% a las prácticas para tener derecho a evaluación. Dada la naturaleza del curso respecto a que imparte conocimientos pero además es de suma importancia la transmisión directa de la experiencia del profesor y que los alumnos participen activamente en el aula, se reitera que es de vital importancia la asistencia a clases. Debe quedar perfectamente entendido que sólo cuando el alumno asiste a INGENIERÍA AERONÁUTICA: MECANISMOS Y ELEMENTOS DE MAQUINAS

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clases, gana el derecho de ser evaluado y que en todo momento estará presente la normatividad expresada en el Reglamento de la UAP. La Modalidad de Evaluación será la siguiente: - Trabajo Académico (TA), El Sistema de Evaluación Permanente de la UAP, contempla las siguientes modalidades de Trabajo Académico: Participación en clase. Prácticas calificadas. Seminarios de discusión. Trabajos de investigación, experimentación u observación. Trabajos de producción. Elaboración de proyectos. Exposiciones. Trabajos de aplicación. Resolución de casos y problemas. - Examen Parcial (EP), que consiste de una evaluación teórico - práctico de conocimiento y donde el alumno dará sus respuestas por escrito. - Examen Final (EF), que consiste en la evaluación teórico - práctico de conocimiento de todo el curso y donde el alumno dará sus respuestas por escrito. La ponderación de notas que el profesor debe mantener es la siguiente:

Descripción Examen Parcial Examen Final Trabajo Académico

Ponderación Peso 3 Peso 3 Peso 4

Porcentaje 30% 30% 40%

- Examen Sustitutorio (ES), que consiste en la evaluación teórico - práctico de conocimiento de todo el curso y donde el alumno dará sus respuestas por escrito. La nota obtenida en el examen Sustitutorio, reemplazará la nota más baja que el alumno haya obtenido en su Primer examen Parcial o en el Examen Final y de proceder el reemplazo, se recalculará la nueva nota final.

Las calificaciones de los exámenes se regirán por el sistema vigesimal. Para aprobar una asignatura se requiere calificación mínima de 11,00 puntos. Al establecer el promedio final, el residuo igual o superior a cinco décimas (0,5) como un punto, deberá ser considerado a favor del alumno. VII. PROGRAMACION DE UNIDADES TEMÁTICAS Unidad N° 1: Esfuerzos en elementos de máquinas Capacidad N° 1: Maneja el cálculo de los esfuerzos en los componentes de máquinas empleando los métodos de la resistencia de materiales.

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Semana N° 01

    

Conceptual Cargas internas a las que está expuesto el elemento. Leyes de estática elemental. Fatiga Resistencia Factor de Seguridad

  

Contenidos Procedimental Calcula las cargas internas a las que se halla sujeto el elemento. Evalúa el elemento utilizando las leyes de estática con fuerzas y momentos.

    

Actitudinal Participa activamente en clase Desarrolla un espíritu crítico y constructivo. Muestra interés, disposición y auto gestiona su aprendizaje. Reflexiona sobre la importancia de los temas realizando preguntas y buscando información.

Fuentes de Referencia: Apuntes de clase.

Semana N° 02

Conceptual  Diagrama de momento flexionante y fuerza cortante.  Circulo de Mohr

Contenidos Procedimental  Elabora los diagramas de fuerza cortante y de momento flexionante.  Elabora el circulo de Mohr para esfuerzos y momentos de Inercia

Actitudinal  Participa activamente en clase  Desarrolla un espíritu crítico y constructivo.  Muestra disposición gestiona  aprendizaje.

y

interés, auto su

 Reflexiona sobre la importancia de los temas realizando preguntas y buscando información. Fuentes de Referencia: Apuntes de clase.

Unidad N° 2: Árboles y ejes

Capacidad N°2: Maneja el cálculo de ejes y árboles empleando criterios de secciones criticas, flexión y torsión. Semana N° 03

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

Conceptual Calculo por resistencia



Fórmula da la ASME

 

Contenidos Procedimental Maneja el cálculo por resistencia. Utiliza la fórmula de la ASME

  



Actitudinal Participa activamente en clase. Desarrolla un espíritu crítico y constructivo. Muestra disposición gestiona aprendizaje.

y

interés, auto su

Reflexiona sobre la importancia de los temas realizando preguntas y buscando información.

Fuentes de Referencia: Apuntes de clase.

Semana N° 04





Conceptual Calculo de ejes por fatiga Método de Soderberg y de Goodman Calculo de ejes para resistencia a cargas dinámicas.

Contenidos Procedimental 

Maneja el cálculo de ejes por fatiga.



Maneja el cálculo de ejes por resistencia.

  



Actitudinal Participa activamente en clase. Desarrolla un espíritu crítico y constructivo. Muestra disposición gestiona aprendizaje.

y

interés, auto su

Reflexiona sobre la importancia de los temas realizando preguntas y buscando información.

Fuentes de Referencia: Apuntes de clase.

Unidad N° 3: Cojinetes

Capacidad N° 3: Calcula las condiciones de trabajo de un cojinete Semana N° 05

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 

Conceptual Cojinetes de deslizamiento Teoría hidrodinámica de la lubricación

Contenidos Procedimental  Maneja el principio del cojinete de deslizamiento.  Utiliza las ecuaciones de lubricación hidrodinámica.

Actitudinal  

Participa activamente en clase Desarrolla un espíritu crítico y constructivo.



Muestra interés, disposición y auto gestiona su aprendizaje.



Reflexiona sobre la importancia de los temas realizando preguntas y buscando información.

Fuentes de Referencia: Apuntes de clase.

Semana N° 06

Conceptual Cojinetes de rodadura. Capacidad de carga dinámica.

Contenidos Procedimental Maneja el principio del cojinete de Rodadura. Calcula la capacidad de Carga Dinámica.

Actitudinal Participa activamente en clase Desarrolla un espíritu crítico y constructivo. Muestra disposición gestiona aprendizaje.

interés, auto su

y

Reflexiona sobre la importancia de los temas realizando preguntas y buscando información. Fuentes de Referencia: Apuntes de clase.

Unidad N° 4: Elementos de fijación Capacidad N°4: Calcula elementos que permitan la fijación tales como resortes, tornillos, remaches y chavetas. Semana N° 07

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   

Conceptual Uniones atornilladas Remaches Pernos. Chavetas

 

Contenidos Procedimental Maneja el cálculo de los pernos y tornillos por resistencia y aplastamiento. Calcula las chavetas que se requieran para ejes.

 

Actitudinal Participa activamente en clase Desarrolla un espíritu crítico y constructivo.



Muestra interés, disposición y auto gestiona su aprendizaje.



Reflexiona sobre la importancia de los temas realizando preguntas y buscando información.

Fuentes de Referencia: Apuntes de clase.

Semana N° 08 

Continúa el tema anterior



Examen parcial

Semana N° 09

  

Conceptual Resortes de torsión y de flexión Resortes helicoidales. Relación entre carga y deformación

 

Contenidos Procedimental Calcula las condiciones de trabajo de los resortes. Evalúa el desempeño de los resortes helicoidales.

 

Actitudinal Participa activamente en clase Desarrolla un espíritu crítico y constructivo.



Muestra interés, disposición y auto gestiona su aprendizaje.



Reflexiona sobre la importancia de los temas realizando preguntas y buscando información.

Fuentes de Referencia: Apuntes de clase.

Unidad N° 5: Cables de acero

Capacidad N° 5: Maneja el cálculo de cables de acero para uso aeronáutico. Semana N° 10

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Conceptual  Cables de Acero para uso aeronáutico.  Transmisión de movimiento y esfuerzos por cables.

Contenidos Procedimental  Maneja el criterio de análisis en cables de acero.  Analiza el estado de esfuerzos en cables de acero.

Actitudinal  Participa activamente en clase.  Desarrolla un espíritu crítico y constructivo.  Muestra disposición gestiona aprendizaje.

interés, auto su

y

 Reflexiona sobre la importancia de los temas realizando preguntas y buscando información. Fuentes de Referencia: Apuntes de clase.

Semana N° 11

 

Conceptual Levas de velocidad constante y aceleración constante. Trazado del diagrama de funcionamiento de una leva.





Contenidos Procedimental Maneja los criterios de cinemática en el estudio del funcionamiento de una leva. Elabora los diagramas de funcionamiento de una leva.

    

Actitudinal Participa activamente en clase. Desarrolla un espíritu crítico y constructivo. Muestra disposición gestiona aprendizaje.

y

interés, auto su

Reflexiona sobre la importancia de los temas realizando preguntas y buscando información.

Fuentes de Referencia: Apuntes de clase

Unidad N° 6: Engranajes rectos

Capacidad N° 6: Maneja las herramientas necesarias para el análisis del funcionamiento de los engranajes cilíndricos. Semana N° 12

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Conceptual  Dientes rectos  Modulo  Geometría  Sistemas Diferenciales.

Contenidos Procedimental  Maneja el criterio de análisis de dientes rectos. Define el modulo.  Verifica la geometría correspondiente

Actitudinal  Participa activamente en clase.  Desarrolla un espíritu crítico y constructivo.  Muestra disposición gestiona  aprendizaje.

y

interés, auto su

 Reflexiona sobre la importancia de los temas realizando preguntas y buscando información. Fuentes de Referencia: Apuntes de clase.

Semana N° 13

 

Conceptual Calculo de engranajes de dientes rectos Tren de engranajes.



Contenidos Procedimental Establece la metodología de cálculo para engranajes de dientes rectos

    

Actitudinal Participa activamente en clase. Desarrolla un espíritu crítico y constructivo. Muestra disposición gestiona aprendizaje.

y

interés, auto su

Reflexiona sobre la importancia de los temas realizando preguntas y buscando información.

Fuentes de Referencia: Apuntes de clase.

Unidad N° 7: Engranajes helicoidales

Capacidad N°7: Maneja las herramientas necesarias para el análisis del funcionamiento de los engranajes helicoidales. Semana N° 14

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  

Conceptual Dientes Helicoidales Modulo Geometría Sistemas Diferenciales

  

Contenidos Procedimental Maneja el criterio de análisis de dientes helicoidales. Define el modulo. Verifica la geometría correspondiente

  



Actitudinal Participa activamente en clase.. Desarrolla un espíritu crítico y constructivo. Muestra disposición gestiona aprendizaje.

interés, auto su

y

Reflexiona sobre la importancia de los temas realizando preguntas y buscando información.

Fuentes de Referencia: Apuntes de clase.

Semana N° 15 Contenidos Procedimental

Conceptual

 Calculo de engranajes de dientes helicoidales

 Tren de engranajes.

 Establece

la metodología de cálculo para engranajes de dientes helicoidales.

Actitudinal

 Participa activamente en los casos prácticos y talleres.  Desarrolla un espíritu crítico y constructivo.

 Muestra disposición gestiona aprendizaje.

y

interés, auto su

Fuentes de Referencia: Apuntes de clase.

Unidad N°8: Engranajes cónicos

Capacidad N° 8: Maneja las herramientas necesarias para el análisis del funcionamiento de los engranajes cónicos. Semana N° 16

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



 

Conceptual Dientes cónicos Modulo Geometría Calculo de engranajes de dientes cónicos. Tren de engranajes. Sistemas diferenciales

 

 

Contenidos Procedimental Maneja Verifica la geometría correspondiente Establece la metodología de calculo para engranajes de dientes cónicos

Actitudinal el criterio Participa de análisis activamente de dientes en cónicos. Define el mo clase.  Desarrolla un espíritu crítico y constructivo. 

 

Muestra disposición gestiona aprendizaje.

y

interés, auto su

Reflexiona sobre la importancia de los temas realizando preguntas y buscando información.

Fuentes de Referencia: Apuntes de clase.

Semana N° 17 •

Examen Final

Semana Semana N° 18 • VIII.

Examen Sustitutorio

BIBLIOGRAFÍA  Niemann. Elementos de Máquinas  Cosme, H. Elementos de Máquinas  Dobrovolski. Elementos de Máquina  Kimbal y Barr. Construcción de Elementos de Máquinas.  Dubbel. Manual de Constructor de Máquinas.  Ober y Jones Manual Universal de la Técnica Mecánica.  Klingelberg. Libro Auxiliar del Técnico Mecánico.

Faires, V.M. Diseño de Elementos de Máquina. Ed. UTHEA. Shigley- Mishke. Diseño de Ingeniería Mecánica. Ed. McGraw. HILL Norton, Robert. L. Diseño de Máquinas. Ed. McGraw. HILL

Pueblo Libre., Marzo del 2015

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