DISEÑO DE MÁQUINAS. INGENIERO TÉCNICO INDUSTRIAL. ESPECIALIDAD EN MECÁNICA. Programa de la Asignatura para el curso 2005 – 2006.

Prof. Guillermo Reina Reina. Prof. Manuel Hidalgo Martínez.

Introducción. La asignatura Diseño de Máquinas. aparece como asignatura troncal, con 10,5 créditos, en el plan de estudios, aprobado por la Universidad de Córdoba, del título Ingeniero Técnico Industrial, especialidad en Mecánica. En el citado plan, esta asignatura se sitúa en el tercer curso y se señala que su contenido debe abarcar los siguientes temas:

Cálculo, construcción y ensayo de máquinas. Diseño de máquinas.

Objetivos. Por su relación con otras materias propias de los estudios en que se encuadra se considera que esta asignatura debe proporcionar al alumno los conocimientos teóricos y prácticos necesarios para abordar los siguientes temas:

Teorías de fallo de materiales. Cálculo de elementos de unión. Cálculo de elementos auxiliares. Cálculo de elementos de transmisión de potencia. Diseño del mecanismo de leva y seguidor. Diseño y generación de engranajes.

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Criterios de evaluación. La evaluación de los alumnos se hará, en lo posible, por seguimiento continuo de su aprovechamiento y de los conocimientos asimilados. Se realizará, en cualquier caso y de acuerdo con la normativa vigente, un examen parcial coincidiendo con el periodo de exámenes que se abre al finalizar el primer cuatrimestre y examen final en la convocatoria de Junio. Para establecer los criterios de evaluación se ha tenido en cuenta lo dispuesto en el artículo séptimo del Reglamento de Régimen Académico de la Universidad de Córdoba. En el proceso de evaluación del alumno se tendrán en cuenta los siguientes conceptos: Participación del alumno en las clases teóricas. Participación del alumno en las clases prácticas dedicadas a la realización de ejercicios. Participación del alumno en las prácticas de simulación en ordenador. Exámenes parcial y final de la Asignatura. El primer parcial de la Asignatura estará constituido por los Capítulos I, II, III y IV. El segundo parcial estará constituido por los Capítulos V y VI. Para superar la asignatura es necesario aprobar ambos parciales. Sólo se podrán compensar las calificaciones de ambos parciales si la menor de las citadas calificaciones es igual o superior a cuatro puntos. La calificación de los parciales aprobados durante este curso se mantiene sólo hasta la convocatoria extraordinaria de Diciembre del curso próximo.

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Programa teórico.

CAPÍTULO I. TENSIONES EN ELEMENTOS DE MÁQUINAS. Tema 1. Estudio de tensiones bajo la acción de cargas dinámicas. 1.- Concepto general de fatiga. 2.- Límite ideal de fatiga. 3.- Límite real de fatiga. Coeficientes correctores. 4.- Estudio de elementos sometidos a tensiones alternativas. Diagramas S-N. 5.- Estudio de elementos sometidos a tensiones fluctuantes. 6.- Tensiones cortantes. 7.- Tensiones combinadas.

CAPÍTULO II.- UNIONES EN ELEMENTOS DE MÁQUINAS.

Tema 2. Soldadura. 1.- Introducción. Clasificación de soldadura y cordones. 2.- Resistencia de cordones de soldadura según normas UNE. 3.- Cálculo de algunos cordones sometidos a diversas solicitaciones. Tema 3. Uniones remachadas y roblonadas. 1.- Introducción. Clasificación. Tipos de juntas. 2.- Formas de trabajo de remaches y roblones. 3.- Distribución de esfuerzos en los remaches. Tema 4. Ajustes por presión o zunchado. 1.- Cálculo de un ajuste a presión. Tema 5. Unión mediante chavetas y cuñas. 1.- Tipos de chavetas. 2.- Cálculo de chavetas longitudinales. 3.- Cálculo de chavetas transversales.

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Tema 6. Unión por pernos o tornillos. 1.- El pretensado en los pernos. 2.- Par de apriete del perno. 3.- Uniones a tracción con pernos y juntas. 4.- Uniones sometidas a cargas dinámicas. 5.- Selección de pernos.

CAPÍTULO III.- ELEMENTOS AUXILIARES. Tema 7. Resortes mecánicos. 1.- Propiedades de los materiales para resortes. 2.-Tensiones en resortes helicoidales de tracción y compresión. 3.- Proyecto de resortes. 4.- Estudio de diversos tipos de resortes. Tema 8. Cojinetes de fricción. 1.- Tipos de cojinetes de fricción. 2.- Teoría general de engrase. 3.- Balance térmico en cojinetes de fricción. 4.- Cojinetes con engrase a presión. 5.- Proyecto de cojinetes y selección del lubricante. Tema 9. Cojinetes de rodadura (rodamientos). 1.- Descripción de rodamientos. 2.- Selección de rodamientos de bolas. 3.- Selección para cargas variables.

CAPÍTULO IV.- ELEMENTOS DE TRANSMISIÓN. Tema 10. Ejes de transmisión. 1.- Cálculo de ejes de transmisión. Método de SODERBERG. 2.- Cálculo de ejes de transmisión. Método de SINES.

Tema 11. Transmisión por elementos flexibles. 5

1.- Ángulos de acción y longitud de las correas. 2.- Estudio de tensiones en correas. 3.- Proyecto de transmisiones mediante correas planas. 4.- Selección de correas trapezoidales. 5.- Transmisión por cadenas de rodillos. Tema 12. Embragues y frenos de fricción. 1.- Frenos y embragues con contacto radial. 2.- Frenos y embragues con contacto axial. 3.- Frenos y embragues cónicos. 4.- Balance térmico. 5.- Proyecto de frenos y embragues.

CAPÍTULO V. DINÁMICA DE MÁQUINAS. Tema 13. Equilibrado de rotores. 1.- Introducción. 2.- Dinámica de rotores. 3.- Proceso de equilibrado. 4.- Velocidades críticas. Tema 14. Volantes de inercia.. 1.- Introducción. 2.- Método de las masas y fuerzas reducidas. 3.- Método de Wittembauer. 4.- Aplicaciones.

CAPÍTULO VI. MECANISMOS CON PARES SUPERIORES. Tema 15. Mecanismo de leva y seguidor 1.- Introducción. 2.- Movimientos básicos del seguidor. 3.- Determinación del perfil de la leva. 4.- Modelos dinámicos. 5.- Aplicaciones.

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Tema 16. Generación de engranajes cilíndricos. 1.- Introducción:. 2.- Tipos de engranajes y nomenclatura. 3.- Método de las ruletas. 4.- Generación de engranajes cilíndricos rectos. 5.- Generación de engranajes cilíndricos helicoidales. 6.- Estudio del perfil de evolvente de círculo. Tema 17. Proceso de engrane para engranajes cilíndricos. 1.- Razón de contacto. 2.- Interferencias. 3.- Movimiento relativo de los perfiles en contacto.

Tema 18. Correcciones de tallado para engranajes cilíndricos. 1.- Introducción. 2.- Correcciones de tallado para engranajes rectos. 3.- Correcciones de tallado para engranajes helicoidales. 4.- Aplicaciones. Tema 19. Otros tipos de engranajes. 1.- Engranajes helicoidales cruzados. 2.- Engranajes cónicos. 3.- Engranajes de tornillo sin fin. Tema 20. Trenes de engranajes. 1.- Trenes de engranajes de ejes fijos. 2.- Trenes de engranajes epicicloidales. 3.- Trenes diferenciales. Tema 21. Tensiones en engranajes cilíndricos. 1.- Tensiones de flexión en los dientes de engranajes cilíndricos rectos. 2.- Resistencia a la flexión. 3.- Tensiones de contacto en los dientes de engranajes cilíndricos rectos. 4.- Resistencia superficial. 5.- Tensiones de flexión en los dientes de engranajes cilíndricos helicoidales. 6.- Tensiones de contacto en los dientes de engranajes cilíndricos helicoidales. 7.- Proyecto de una transmisión.

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Tema 22. Tensiones en engranajes cónicos y de tornillo sin fin. 1.- Tensiones de flexión en los dientes de engranajes cónicos. 2. Tensiones de contacto en los dientes de engranajes cónicos. 3.- Cargas en engranajes de tornillo sin fin. 4.- Proyecto de una transmisión.

Tema 23. Rendimiento de una transmisión por engranajes. 1.- Rendimiento de engranajes cilíndrico - rectos. 2.- Rendimiento de engranajes cilíndrico - helicoidales. 3.- Rendimiento de engranajes cónico - rectos. 4.- Rendimiento del tornillo sin fin. Reversibilidad e irreversibilidad. 5.- Rendimiento de trenes de engranajes.

Programa de prácticas. Las prácticas de la asignatura se dividen en dos apartados: - Resolución de ejercicios relacionados con la teoría. - Realización de simulaciones en ordenador de casos prácticos

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Bibliografía recomendada. CARDONA FOIX, S. CLOS COSTA, D. Teoría de máquinas. Edicions UPC. 2001. DECKER, K. H. Elementos de máquinas. Editorial Urmo. FAIRES, V. M. Proyecto de elementos de máquinas. Editorial El Castillo. HALL, A. S. Diseño de máquinas. Teoría y problemas. Editorial Mc Graw Hill. HENRIOT, G. Traité theórique et practique des engrenages. Editorial Dunod. 2000. HIDALGO, M. Mecanismo de leva y seguidor. Servicio de publicaciones de la Universidad de Córdoba. 2000. HIDALGO, M. Mecanismos. Servicio de publicaciones de la Universidad de Córdoba. 2003. NIEMANN, G. Tratado teórico práctico de elementos de máquinas. Editorial Labor. NORTON, R. L. Diseño de maquinaria. Editorial Mc Graw Hill. 1995. SHIGLEY, J, E. & MITCHELL, L. D. Diseño en ingeniería mecánica. Editorial Mc Graw Hill. SPOTTS, M. F. Proyecto de elementos de máquinas. Editorial Reverté.

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