Teoría de maquinas - Universidad Autónoma de San Luis Potosí

Universidad Autónoma de San Luis Potosí
Coordinación Académica Región Altiplano
TEORÍA DE MÁQUINAS
Programa sintético
Teoría de maquinas
Datos básicos
Semestre Horas de teoría Horas de
práctica
Horas
trabajo
adicional
estudiante
Créditos
VI 2 3 2 7
Objetivos Al finalizar el curso, el alumno conocerá los aspectos relacionados con el
análisis y síntesis estático, cinemática y cinético de los mecanismos y
máquinas, como aplicación práctica de los conocimientos adquiridos en
materias previas.
Contribución
al Perfil de
Egreso
Competencias a
Desarrollar
Temario
Métodos y
prácticas
Desarrollar la capacidad del alumno para un análisis más avanzado de los
diferentes parámetros que intervienen en el diseño mecánico. Conocer el
comportamiento de los elementos en movimiento de un mecanismo para
establecer la solución más adecuada a un problema determinado.
Competencias
Genéricas
Competencias
Profesionales
Razonamiento Científico-Tecnológico
Comunicación en español e inglés
Cognitiva y emprendedora
Esta asignatura es parte complementaria de los
estudios básicos del alumno para prepararlo para un
análisis más avanzado de los diferentes parámetros
que intervienen en el diseño mecánico de los
elementos de una máquina
Unidades Contenidos
Unidad 1 Introducción al estudio de los
mecanismos y conceptos básicos.
Unidad 2 Mecanismos de eslabones articulados.
Unidad 3 Centros instantáneos.
Unidad 4 Velocidad y aceleración en el
movimiento coplanario.
Unidad 5 Mecanismo corredera, biela y manivela
Unidad 6 Levas y contactos con rodamiento.
Unidad 7 Engranes y trenes de engranes.
Unidad 8 Análisis de fuerzas en mecanismos.
Unidad 9 Equilibrado y regulación maquinas.
Métodos Se utilizará el aprendizaje basado en problemas y se
fomentará el aprendizaje colaborativo mediante
análisis y solución de ejercicios, en donde el profesor
será un facilitador, promoviendo el aprendizaje
significativo.
Prácticas El proceso enseñanza-aprendizaje se reforzará
mediante trabajos de investigación y tareas para cada
uno de los temas. El profesor fomentará el uso de las
TIC’s y de programas especializados para solución y
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Mecanismos y
procedimientos
de evaluación
Exámenes
parciales
Evidencias de
desempeño
Universidad Autónoma de San Luis Potosí
Coordinación Académica Región Altiplano
Programa sintético
simulación de problemas.
1 Examen programado y evaluación del
desarrollo de las competencias a través de las
evidencias de desempeño ( 16 Sesiones )
2 Examen programado y evaluación del
desarrollo de las competencias a través de las
evidencias de desempeño ( 15 Sesiones )
3 Examen programado y evaluación del
desarrollo de las competencias a través de las
evidencias de desempeño ( 17 Sesiones )
4 Examen programado y evaluación del
desarrollo de las competencias a través de las
evidencias de desempeño ( 16 Sesiones )
Portafolio de evidencias a través el cual se evalúan las
competencias desarrolladas y que puede consistir de:
• Cuadernillo de ejercicios resueltos
• Reportes de prácticas
• Simulaciones
• Documentación de prototipos
• Reportes técnicos relacionados con la materia
(escrito, fotos y/o videos)
• Otras que el profesor considere pertinentes.
Examen ordinario Promedio de los exámenes parciales programados,
prácticas y otras evidencias que muestren el
aprendizaje del alumno basado en el desarrollo de
Examen
Extraordinario
competencias.
Examen departamental en el que se evalúa todo el
contenido del programa y las competencias que se
desarrollan en el curso. Se hace necesaria la
presentación del portafolio de evidencias como
requisito para la presentación del examen.
Examen a título Examen departamental en el que se evalúa todo el
contenido del programa y las competencias que se
desarrollan en el curso. Se hace necesaria la
presentación del portafolio de evidencias como
Examen de
regularización
Otros métodos y
procedimientos
Otras actividades
académicas
requeridas
requisito para la presentación del examen.
Examen departamental en el que se evalúa todo el
contenido del programa y las competencias que se
desarrollan en el curso. Se hace necesaria la
presentación del portafolio de evidencias como
requisito para la presentación del examen.
Empleo de software educativo, en la resolución de
proyectos enfocados a casos.
La participación en clases, trabajos extra-clase de
investigación, tareas, asistencia a clases y trabajos en
equipo.
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Bibliografía
básica de
Universidad Autónoma de San Luis Potosí
Coordinación Académica Región Altiplano
Programa sintético
Mecanismos y dinámica de maquinaria,
Mabie, H.H.; Reinholtz C. F., Ed. Limusa
referencia Diseño de mecanismos, análisis y síntesis,
Erdman A. G. and Sandor G. N., Prentice Hall
Bibliografía Teoría de máquinas y mecanismo,
complementaria Shigley, J.E.; Uicker, J.J., Ed. McGraw-Hill.
Pág. 3

Semestre Horas de teoría
por semana
Objetivos
generales
Objetivos
específicos
Universidad Autónoma de San Luis Potosí
Coordinación Académica Región Altiplano
Programa Analítico
Teoría de maquinas
Horas de
práctica por
semana
Horas trabajo
adicional
estudiante
Créditos
VI 2 3 2 7
Al finalizar el curso, el alumno conocerá los aspectos relacionados con el análisis y
síntesis estático, cinemático y cinético de los mecanismos y máquinas, como aplicación
práctica de los conocimientos adquiridos en materias previas.
Unidades Objetivo específico
1. Introducción al
estudio de los
mecanismos y
conceptos básicos.
2 Mecanismos de
eslabones
articulados
3.Centros
instantáneos.
4.. Velocidad y
aceleración en el
movimiento
coplanario
5. Mecanismo
corredera, biela y
manivela
6. Levas y contactos
con rodamiento puro
7. Engranes y trenes
de engranes
8. Análisis de fuerzas
en mecanismos.
9.Equilibrado y
regulación maquinas
Familiarizar al alumno con la terminología y conceptos
básicos utilizados en la teoría de máquinas.
Analizar los mecanismos de eslabones articulados y
generar ecuaciones y gráficas para su estudio.
Realizar un estudio de los eslabones de las máquinas con
movimiento coplanario, mediante el uso de centros
instantáneos
Determinación de velocidades y aceleraciones en los
eslabones de un mecanismo por métodos gráficos.
Realizar un estudio específico sobre las principales
características de este mecanismo que tiene un uso muy
amplio.
Conocer la metodología para el diseño de levas y
contactos con rodamientos, elementos de uso amplio en la
maquinaria. Analizar las condiciones especiales que se
generan entre cuerpos en donde no existe movimiento
relativo en los puntos de contacto
Identificar la nomenclatura de los engranes, sus
aplicaciones para transmisión de fuerza y consideraciones
para su diseño
Determinar las fuerzas y pares de torsión que actúan en
cada componente de una máquina completa con respecto
a su papel en la transmisión de fuerzas.
Identificar los métodos para determinar los requerimientos
de balanceo en sistemas con sistemas de masas que giran
con respecto a un eje común y sistemas de masas
reciprocantes.
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Contribución
al Perfil de
Egreso
Competencias
a Desarrollar
Universidad Autónoma de San Luis Potosí
Coordinación Académica Región Altiplano
Desarrollar la capacidad del alumno para un análisis más avanzado de los diferentes
parámetros que intervienen en el diseño mecánico. Conocer el comportamiento de los
elementos en movimiento de un mecanismo para establecer la solución más adecuada a
un problema determinado.
Competencias
Genéricas
Competencias
Profesionales
D) CONTENIDOS Y MÉTODOS POR UNIDADES Y TEMAS
Razonamiento Científico-Tecnológico
Comunicación en español e inglés
Cognitiva y emprendedora
Esta asignatura es parte complementaria de los estudios
básicos del alumno para preparar al alumno para un análisis
más avanzado de los diferentes parámetros que intervienen en
el diseño mecánico de los elementos de una máquina
Unidad 1 Introducción al estudio de los mecanismos y conceptos básicos 5 hs
Tema 1.1 Definición de máquina y mecanismo.
Tema 1.2 Movimiento, ciclo, periodo y fase de movimiento
Tema 1.3 Eslabón y cadena.
Tema 1.4 Clasificación de pares.
Tema 1.5 Inversión
Tema 1.6 Transmisión de movimiento
Tema 1.7 Número de grados de libertad
Tema 1.8 Tipos de movimiento de un mecanismo
Lecturas y otros Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas
recursos
indicados por el maestro.
Métodos de enseñanza Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro, y sesiones de
solución de problemas.
El maestro indicará a los alumnos los ejercicios que deberán resolver como
práctica en forma de tarea.
Actividades de Las actividades específicas de los estudiantes son; prácticas, lecturas,
aprendizaje
tareas, ejercicios en clases, investigación extra-clase en grupos.
Unidad 2 Mecanismos de eslabones articulados 5 hs
Tema 2.1 Análisis de posición y movimiento de mecanismos de cuatro barras, Ley de
Grashoff.
Tema 2.2 Análisis de posición de mecanismos de eslabones articulados (ecuaciones de
cierre, métodos iterativos e IMP)
Tema 2.3 Diversos mecanismos y juntas
Tema 2.4 Curvas; desplazamiento-tiempo, velocidad-tiempo, aceleración-tiempo para M.A.S.
Tema 2.5 Curvas polares para M.A.S.
Lecturas y otros Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas
recursos
indicados por el maestro.
Métodos de enseñanza Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro, y sesiones de
solución de problemas.
El maestro indicará a los alumnos los ejercicios que deberán resolver como
práctica en forma de tarea.
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Actividades de
aprendizaje
Universidad Autónoma de San Luis Potosí
Coordinación Académica Región Altiplano
Las actividades específicas de los estudiantes son; prácticas, lecturas,
tareas, ejercicios en clases, investigación extra-clase en grupos.
Unidad 3 Centros Instantáneos 10 hs
Tema 3.1 Definición de centro instantáneo.
Tema 3.2 Localización de centros instantáneos.
Tema 3.3 Teorema de Kennedy
Lecturas y otros Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas
recursos
indicados por el maestro.
Métodos de enseñanza Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro, y sesiones de
solución de problemas.
El maestro indicará a los alumnos los ejercicios que deberán resolver como
práctica en forma de tarea.
Actividades de Las actividades específicas de los estudiantes son; prácticas, lecturas,
aprendizaje
tareas, ejercicios en clases, investigación extra-clase en grupos.
Unidad 4 Velocidad y aceleración en el movimiento coplanario 10 hs
Tema 4.1 Movimiento armónico simple y sus ecuaciones gráficas.
Tema 4.2 Velocidades de los centros instantáneos.
Tema 4.3 Métodos: a) Eslabón-eslabón (velocidad lineal). b) Directo (velocidad lineal). c) Por
resolución (velocidad lineal). d) Velocidad angular.
Tema 4.4 Métodos de imagen para velocidad lineal y aceleración.
Tema 4.5 Vector de coriolis.
Lecturas y otros Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas
recursos
indicados por el maestro.
Métodos de enseñanza Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro, y sesiones de
solución de problemas.
El maestro indicará a los alumnos los ejercicios que deberán resolver como
práctica en forma de tarea.
Actividades de Las actividades específicas de los estudiantes son; prácticas, lecturas,
aprendizaje
tareas, ejercicios en clases, investigación extra-clase en grupos.
Unidad 5 Mecanismo corredera, biela y manivela 10 hs
Tema 5.1 Generalidades.
Tema 5.2 Primera inversión.
Tema 5.3 Velocidad del pistón. Método gráfico
Tema 5.4 Aceleración del pistón. Construcción gráfica de Klein
Tema 5.5 Método analítico. Velocidad y aceleración del pistón
Tema 5.6 Movimiento de retorno rápido
Tema 5.7 2ª, 3ª y 4ª inversión
Lecturas y otros
recursos
Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas
indicados por el maestro.
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Universidad Autónoma de San Luis Potosí
Coordinación Académica Región Altiplano
Métodos de enseñanza Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro, y sesiones de
solución de problemas.
El maestro indicará a los alumnos los ejercicios que deberán resolver como
Actividades de
aprendizaje
práctica en forma de tarea.
Las actividades específicas de los estudiantes son; prácticas, lecturas,
tareas, ejercicios en clases, investigación extra-clase en grupos.
Unidad 6 Levas y contactos con rodamientos 10 hs
Tema 6.1 Tipos de levas
Tema 6.2 Diseño del perfil. a) Movimiento con velocidad constante b)Movimiento con
aceleración-desaceleración constante c) Movimiento armónico simple. d) Cicloidal
Tema 6.3 Construcción del perfil de la leva.
Tema 6.4 Leva plana o disco
Tema 6.5 Varilla de rodaja.
Tema 6.6 Varilla con cara convexa.
Tema 6.7 Varilla con cara plana.
Tema 6.8 Varillas primarias y secundarias.
Lecturas y otros Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas
recursos
indicados por el maestro.
Métodos de enseñanza Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro, y sesiones de
solución de problemas.
El maestro indicará a los alumnos los ejercicios que deberán resolver como
práctica en forma de tarea.
Actividades de Las actividades específicas de los estudiantes son; prácticas, lecturas,
aprendizaje
tareas, ejercicios en clases, investigación extra-clase en grupos.
Unidad 7 Engranes y trenes de engranes 10 hs
Tema 7.1 Introducción y clasificación de los engranes.
Tema 7.2 Formado de dientes de engranes.
Tema 7.3 Trenes de engranes.
Tema 7.4 método de la formula.
Tema 7.5 Método tabular.
Tema 7.6 Métodos de centro instantáneos
Tema 7.7 Cargas sobre los dientes y flujo de potencias
Tema 7.6 Dientes envolventes
Lecturas y otros Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas
recursos
indicados por el maestro.
Métodos de enseñanza Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro, y sesiones de
solución de problemas.
El maestro indicará a los alumnos los ejercicios que deberán resolver como
práctica en forma de tarea.
Actividades de Las actividades específicas de los estudiantes son; prácticas, lecturas,
aprendizaje
tareas, ejercicios en clases, investigación extra-clase en grupos.
Pág. 7

Universidad Autónoma de San Luis Potosí
Coordinación Académica Región Altiplano
Unidad 8 Análisis de fuerzas en mecanismos 10
Tema 8.1 Fuerza centrifuga, fuerza de inercia y determinación de fuerzas.
Tema 8.2 Métodos de análisis de determinación de fuerzas en mecanismos de eslabones
(superposición, matriciales, IMP, trabajo virtual, características dinámicas)
Tema 8.3 Análisis de fuerzas en motores y par de salida
Tema 8.4 Fuerzas en engranajes y levas.
Lecturas y otros Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas
recursos
indicados por el maestro.
Métodos de enseñanza Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro, y sesiones de
solución de problemas.
El maestro indicará a los alumnos los ejercicios que deberán resolver como
Actividades de
aprendizaje
práctica en forma de tarea.
Las actividades específicas de los estudiantes son; prácticas, lecturas,
tareas, ejercicios en clases, investigación extra-clase en grupos.
Unidad 9 Equilibrado y regulación de máquinas 10 hs
Tema 9.1 Balanceo de rotores.
Tema 9.2 Balanceo dinámico estático.
Tema 9.3 Balanceo de masas reciprocantes.
Tema 9.4 Determinación del desbalanceo.
Tema 9.5 Balanceo de motores.
Lecturas y otros Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas
recursos
indicados por el maestro.
Métodos de enseñanza Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro, y sesiones de
solución de problemas.
El maestro indicará a los alumnos los ejercicios que deberán resolver como
práctica en forma de tarea.
Actividades de Las actividades específicas de los estudiantes son; prácticas, lecturas,
aprendizaje
tareas, ejercicios en clases, investigación extra-clase en grupos.
E) ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE
Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro y de los alumnos, y sesiones de solución
de problemas, con apoyo de las TIC. Se alentará a los alumnos a realizar exposiciones con ayuda
de equipo multimedia para explicar diferentes métodos de solución a problemas reales planteados.
Se expondrán por parte del maestro, con ayuda de equipo multimedia, la teoría que requiera una
explicación amplia para su comprensión, y se buscará el aprendizaje significativo, colaborativo y
constructivista, fomentando en los estudiantes el aprender a aprender. Los alumnos aprenderán a
utilizar programas para graficar soluciones de ecuaciones diferenciales. Los trabajos de
investigación, graficación, ejercicios resueltos en clase y tareas por parte de los alumnos tienen la
finalidad de ampliar y profundizar los temas y tópicos del curso. Todas las estrategias de enseñanza
y aprendizaje estarán enfocadas a lograr que el alumno desarrolle las competencias marcadas en su
perfil de egreso.
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F) EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN
Universidad Autónoma de San Luis Potosí
Coordinación Académica Región Altiplano
Elaboración y/o presentación de: Periodicidad Abarca Ponderación
Primer examen parcial, comprende 20 sesiones 4 semanas El contenido de 20%
aproximadamente
( Programado ) 20 sesiones de
una hora
Segundo examen parcial, comprende 20 4 semanas El contenido de 20%
sesiones aproximadamente
( Programado ) 20 sesiones de
una hora
Tercer examen parcial comprende 20 sesiones
aproximadamente
Cuarto examen parcial comprende 20 sesiones
aproximadamente
4 semanas
( Programado )
4 semanas
( Programado )
El contenido de
20 sesiones de
una hora
20%
El contenido de 20%
20 sesiones de
una hora
Total del curso 20%
Proyecto Durante todo el
curso
TOTAL 100%
Examen ordinario . Promedio de los Al terminar el El contenido del 100%
cuatro exámenes parciales, tareas y
proyectos
curso curso.
Examen Extraordinario. . Examen en el que
El contenido del 100%
se evalúa todo el programa, es
curso.
requisito entregar el total de tareas,
prácticas y proyectos.
Examen a título. Examen en el que se
El contenido del 100%
evalúa todo el programa es requisito
entregar el total de tareas, prácticas y
proyectos
curso.
Examen de regularización. Examen en el
El contenido del 100%
que se evalúa todo el programa es
requisito entregar el total de tareas,
prácticas y proyectos
curso.
G) BIBLIOGRAFÍA Y RECURSOS INFORMÁTICOS
Textos básicos
Mecanismos y dinámica de maquinaria,
Mabie, H.H.; Reinholtz C. F., Ed. Limusa
Diseño de mecanismos, análisis y síntesis,
Erdman A. G. and Sandor G. N., Prentice Hall
Textos complementarios
Teoría de máquinas y mecanismo,
Shigley, J.E.; Uicker, J.J., Ed. McGraw-Hill.
Pág. 9