CDIM - Cinemàtica i Dinàmica de Màquines

Texto completo

(1)

Competències de la titulació a les quals contribueix l'assignatura

Altres: Jesús Mª Petreñas Ranedo

Responsable: Amelia Nápoles Alberro

Unitat que imparteix: Curs:

Crèdits ECTS:

712 - EM - Departament d'Enginyeria Mecànica 2018

GRAU EN ENGINYERIA MECÀNICA (Pla 2009). (Unitat docent Obligatòria) GRAU EN ENGINYERIA MECÀNICA (Pla 2009). (Unitat docent Obligatòria) 6 Idiomes docència: Català, Castellà

Unitat responsable: 295 - EEBE - Escola d'Enginyeria de Barcelona Est

Titulació:

Professorat

Específiques:

Transversals:

1. Coneixements sobre els principis de la teoria de màquines i mecanismes.

CEMEC-20. Coneixements i capacitats per calcular, dissenyar i fer assaigs de màquines.

2. COMUNICACIÓ EFICAÇ ORAL I ESCRITA - Nivell 2: Utilitzar estratègies per preparar i dur a terme les presentacions orals i redactar textos i documents amb un contingut coherent, una estructura i un estil adequats i un bon nivell ortogràfic i gramatical.

Capacitats prèvies

L'Alumne ha de ser capaç de realitzar el càlcul de:

1. Producte Escalar: Per càlculs de força, potència, treball i moments de força respecte a un eix. 2. Producte Vectorial: Per càlculs de moments (primers) de força respecte a un punt.

3. Aplicació de moments (primers) respecte a un punt.

4. Càlcul de sistemes equivalents (resultant de forces i moments). 5. Equilibri en el pla (reaccions en suports).

6. Centre de gravetat.

7. Càlcul de moments de inèrcia de massa.

Requisits

(2)

1. Conèixer el llenguatge i la terminologia per a l'estudi cinemàtic i dinàmic dels mecanismes.

2. Interpretar les relacions entre la geometria, els moviments de les peces, i les forces que els generen.

3. Conèixer els paràmetres de funcionament i disseny dels mecanismes de barres, lleves, engranatges, corrioles i corretges.

4. Aplicar els mètodes gràfics i analítics per realitzar l'estudi del comportament cinemàtic i dinàmic de les baules en les màquines.

5. Determinar i avaluar els resultats de la posició, la velocitat i l'acceleració dels elements de la màquina mitjançant l'anàlisi cinemàtic.

6. Determinar i avaluar els resultats de les forces i parells actuants mitjançant l'anàlisi estàtica i dinàmic. 7. Utilitzar les eines de simulació necessàries per a avaluar el comportament en el cicle de treball. 8. Avaluar els resultats i emetre conclusions sobre el comportament del mecanisme.

Objectius d'aprenentatge de l'assignatura

Dedicació total: 150h Hores grup gran: Hores grup mitjà:

45h 0h

30.00% 0.00%

Hores totals de dedicació de l'estudiantat

El professor explica en l'aula la metodologia utilitzada i la forma que es realitza l'avaluació. Destaca que l'alumne tenen un paper més actiu i que l'avaluació es realitza de forma contínua i pautada, argumentant els beneficis que tot això té sobre l'aprenentatge i el desenvolupament d'habilitats interpersonals.

Característiques de la metodologia utilitzada:

·Regim de classes: Les classes de Teoria i Problemes estan compostes d'una banda expositiva del professor i altra en la qual l'alumne intervé. Es faran activitats en l'aula de manera que l'estudiant participi activament, responent a preguntes o resolent exercicis.

· Recursos a utilitzar durant el curs: En classe el professor utilitza mitjans multimèdia i màquines reals per a la millor explicació dels continguts. L'alumne disposarà d'un material docent, tant en paper com en CD ROM, disponibles en copisteria i en l'espai virtual ATENEA, respectivament.

·Es programen activitats per a realitzar fora de l'aula: L'alumne resol els exercicis indicats, prepara i lliura l'informe de Tasques Individuals.

Activitats en la classe:

Exposició utilitzant presentació en PowerPoint:

· Descriure de forma global el tema i la implicació en la resta de l'assignatura. · Explicar els conceptes generals, la terminologia i el llenguatge a utilitzar. · Fer pauses després de l'explicació.

· Donar participació als alumnes per a comentar o preguntar. Exposició utilitzant la pissarra:

· Posar exemples en els quals s'apliquin els conceptes explicats.

(3)
(4)

Tema 1: Geometria del moviment.

Tema 2: Composició de moviment en els

Mecanismes.

Dedicació: 15h 40m Dedicació: 19h 20m Grup gran/Teoria: 5h Grup petit/Laboratori: 0h Aprenentatge autònom: 10h 40m Grup gran/Teoria: 6h Grup petit/Laboratori: 2h Aprenentatge autònom: 11h 20m Tema 1. Geometria del moviment dels mecanismes.

Definicions Generals. Nomenclatura i simbologia. Esquema Cinemàtic. Classificació de les barres. Classificació dels parells cinemàtics. Graus de llibertat dels Parells cinemàtics. Cadena cinemàtica. Graus de llibertat del mecanisme i mobilitat de la cadena cinemàtica. Equació de la mobilitat i del grau de llibertat. Criteris per a la determinació dels Graus de Llibertat.

Tema 2. Composició de moviment en els mecanismes.

Mecanismes plans de barres. Màquina amb mecanismes plans paral·lels. Llei de Grashof. Consideracions. Conseqüències. Obtenció de mecanismes per inversions cinemàtiques. Mecanismes plans de Lleves, d'Engranatges, de Corrioles i Corretges.

Descripció:

Descripció:

Objectius específics:

Objectius específics:

1. Conèixer la nomenclatura i la simbologia per a la representació dels mecanismes. 2. Interpretar l'esquema cinemàtic de la maquina o mecanisme.

3. Identificar les barres i els parells cinemàtics del mecanisme.

4. Calcular els graus de llibertat mitjançant el mètode de Grubler, el mètode de Restricció i el mètode d'eliminació dels Grups de Azur.

5. Interpretar la mobilitat dels elements del mecanisme a partir del moviment d'entrada.

1. Interpretar el moviment respecte a referència fixa i mòbil. 2. Conèixer els diferents mecanismes de transmissió de moviments.

3. Identificar els diferents mecanismes de barres utilitzats en diverses aplicacions.

4. Conèixer els paràmetres de funcionament i de disseny dels mecanismes de lleva, d'engranatges i corrioles i corretges.

(5)

Tema 3: Velocitats

Tema 4: Aceleracions

Tema 5: Moviment relatiu

Dedicació: 20h 20m Dedicació: 19h 20m Dedicació: 19h 20m Grup gran/Teoria: 7h Grup petit/Laboratori: 2h Aprenentatge autònom: 11h 20m Grup gran/Teoria: 6h Grup petit/Laboratori: 2h Aprenentatge autònom: 11h 20m Grup gran/Teoria: 6h Grup petit/Laboratori: 2h Aprenentatge autònom: 11h 20m Anàlisi de velocitats en el moviment general. Equació de distribució de velocitats. Mètodes gràfics i analítics de determinació de velocitats. Cinema de velocitats. Mètodes d'Velocitats projectades. Centre instantani de rotació. Determinació gràfica. Teorema dels tres centres o de Kennedy. Utilitat de la determinació del CIR. Teorema de la relació de velocitats angulars. Exercicis de determinació de velocitats.

Anàlisi d'acceleracions en el moviment general. Equació de distribució d'acceleracions. Mètodes gràfics i analítics de determinació d'acceleracions. Cinema d'Acceleracions. Exercicis de determinació d'acceleracions.

Equació de velocitats. Equació d'Acceleració en el moviment relatiu. Acceleració de Coriolis. Aplicació dels mètodes gràfics i analítics.

Descripció:

Descripció:

Descripció:

Objectius específics:

Objectius específics:

1.-Plantejar l'equació de distribució de velocitats per als mecanismes amb moviment en el pla 2.-Conèixer els mètodes gràfics i analítics de determinació de velocitats

3.-Aplicar el teorema dels tres centres o de Kennedy

4.-Interpretar el teorema de la relació de velocitats angulars i de l'avantatge mecànica.

1.-Plantejar l'equació de distribució de acceleracions per als mecanismes amb moviment en el pla 2.-Conèixer els mètodes gràfics i analítics de determinació d'acceleracions

(6)

Tema 6: Anàlisi estàtic del sòlid en moviment pla.

Tema 7:Anàlisi dinámico del sòlid en moviment

pla.

Tema 8: Anàlisi dinàmic: Mètode d'energia

cinètica d'un mecanisme

Dedicació: 17h 20m Dedicació: 19h 20m Dedicació: 19h 20m Grup gran/Teoria: 4h Grup petit/Laboratori: 2h Aprenentatge autònom: 11h 20m Grup gran/Teoria: 6h Grup petit/Laboratori: 2h Aprenentatge autònom: 11h 20m Grup gran/Teoria: 5h Grup mitjà/Pràctiques: 3h Aprenentatge autònom: 11h 20m Transmissió d'esforços. Mètodes gràfic i analític de determinació de la Força i el Par Equilibrant. Principi dels Potències Virtuals.

Força i Parell d'inèrcia del mecanisme. Determinació de la Força i el Parell Equilibrant tenint en compte la inèrcia del mecanisme segons el Principi dels Potències Virtuals. Sistemes dinàmicament equivalents. Substitució per masses puntuals. Centre de percussió.

Principi de reducció. Moment d'inèrcia reduït a un eix principal. Parell reduït a un eix. Massa reduïda a un punt. Dinàmica dels sistemes amb un grau de llibertat. Variació cíclica de l'energia cinètica en les màquines. Aplicació del mètode de reducció per al càlcul de les freqüències pròpies de vibració.

Descripció:

Descripció:

Descripció:

Objectius específics:

Objectius específics:

1.- Conèixer els mètodes gràfics i analítics de determinació de la força o parell equilibrant. 2.- Interpretar la transmissió dels esforços.

3.- Aplicar el mátodo de càlcul newtonià.

4.- Conèixer i aplicar el mètode d'energia: Principi de les potències virtuals.

1.- Conèixer el comportament de la força i el parell incercia del mecanisme. 2.- Calcular la força o el parell equilibrant pel mètode de potències virtuals. 3.- Conèixer les condicionants dels sistemes dinàmicament equivalents. 4.- Aplicar el mètode de substitució per masses puntuals.

(7)

No hi ha Examen de Re - avaluació L'alumne realitzarà les seguents activitats: Examen Parcial 1 (temes 1,2,3) = 15% Examen Parcial 2 (fins tema 4) = 25% Examen Final (tot el temari) = 40% Pràctiques Laboratori = 20% Competència Genèrica

Competència de 2º Nivell - Comunicació eficaç: Oral i Escrita:

Nota mitjana entre el 1er i 2on examen parcial (considerant la discussió oral en la Revisió d'un dels dos exàmens)

Sistema de qualificació

Normes de realització de les activitats

No s'admet formulari

Bibliografia

Programas de simulación por ordenador de mecanismos

L'alumne disposarà d'un material docent, tant en paper com en CD ROM, disponibles en copisteria i en l'espai virtual ATENEA.

Material informàtic

Son programas realizados por profesores de la UPC, además de programas de PFCs

Altres recursos: Bàsica:

Nápoles Alberro, Amelia, Sánchez Egea, Antonio, Zayas Figueras, Enrique. Teoría de mecanismos : ejercicios resueltos. Barcelona: Iniciativa Digital Politècnica, Oficina de Publicacions Acadèmiques Digitals de la UPC, 2017. ISBN 9788498806465 . Nápoles Alberro, Amelia. Análisis de mecanismos : cinemática y dinámica. Madrid: Delta Publicaciones, 2010. ISBN

9788492954179.

Khamashta Shahin, Munir; Álvarez, Lorenzo; Capdevila Pagés, Ramón. Problemas de cinemática y dinámica de máquinas. Vol. 1, Problemas resueltos de cinemática de mecanismos planos. 2ª ed. Terrassa: Departament d'Enginyeria Mecànica, 1994. ISBN 8476530358.

Cardona i Foix, Salvador; Clos Costa, Daniel. Teoría de máquinas. Barcelona: Edicions UPC, 2000. ISBN 8483014521. Gibert Pedrosa, Jaime. Ingeniería de los engranajes. Barcelona: l'autor, DL 2005. ISBN 8460954552.

Norton, Robert L. Diseño de maquinaria : síntesis y análisis de máquinas y mecanismos. 4a ed. México [etc.]: McGraw-Hill, cop. 2008. ISBN 9789701068847.

Figure

Actualización...

Referencias

Actualización...

Related subjects :