A nivel general se aplica la competencia:



M03E3 - Conocimientos y capacidades para el cálculo, diseño y ensayo de máquinas

M02R7 - Conocimiento de los principios de teoría de máquinas y mecanismos.



El ingeniero que diseña máquinas y estudia problemas mecánicos debe poseer una gran formación teórica y práctica. Los elementos de máquinas son órganos de las máquinas que realizan una función determinada, que deben ser conocidos por el alumno en cuanto a su función, ubicación en las máquinas, y en sus principios básicos de diseño y selección. El ingeniero debe de estar capacitado para explicar la relación que existe entre la topología estructural, la geometría, las fuerzas y el movimiento en los elementos de máquina, todo lo cual constituye el objeto de la asignatura Elementos de Máquinas.



Durante el desarrollo de esta asignatura se pretende que el alumno adquiera destreza en la resolución de los problemas típicos relativos en cuanto al diseño, dimensionamiento, selección e incluso relación de los elementos con su forma de fabricación más habitual.



En concreto las competencias específicas de la asignatura son:



•Comprender la función que los elementos de máquina realizan en el conjunto, en cuanto a trasformación de movimiento, en lo referente a tipos de movimiento, cambios de velocidades y trasformación de fuerzas y pares.

•Adquirir las capacidades para la realización del análisis cinemático de los elementos mecánicos a partir de procedimientos analíticos.

•Describir y ser capaces de identificar las variables que inciden en los problemas de contacto, fricción y desgaste.

•Definir, diseñar y estudiar el movimiento de sistemas basados en levas planas y espaciales.

•Definir la geometría de los principales tipos de engranajes, e identificar sus nichos de aplicación en función de sus propiedades.

•Definir cadenas de trasmisión utilizando engranajes, definiendo en detalle las ruedas dentadas a utilizar.

•Definir, dimensionar y ser capaces de elegir un embrague o freno

•Definir, dimensionar y ser capaces de elegir una trasmisión flexible, tipo correa, cadena o cable.

•Definir, dimensionar y ser capaces de elegir un rodamiento en función de la aplicación donde se va a ubicar.

Unidad temática A



Tribología y transmisiones por engranajes



CAPITULO I: ASPECTOS INTRODUCTORIOS



Tema 1. INTRODUCCIÓN AL CONCEPTO DE ELEMENTO DE MÁQUINA.

1. Necesidad de los elementos de máquina en las transmisiones mecánicas.

2. Funciones a desarrollar por los elementos de máquina.

3. Justificación del temario.



Tema 2. TRIBOLOGÍA EN ELEMENTOS DE MÁQUINAS.

1. Introducción a la tribología.

2. Contacto entre dos sólidos elásticos.

3. Naturaleza del rozamiento.

4. Caracterización del rozamiento en los distintos tipos de movimiento.

5. Fatiga

6. Fatiga superficial.

7. Desgaste.

8. Medida del rozamiento y desgaste.



CAPITULO II: ENGRANAJES.



Tema 3. ASPECTOS GENERALES SOBRE ENGRANAJES.

1. Hitos históricos en el diseño y uso de engranajes.

2. Problemas que se resuelven mediante engranajes.

3. Axoides.

4. Clasificaciones y nomenclatura de los engranajes.

5. Relaciones fundamentales en engranajes.

6. Normalización.



Tema 4. ENGRANAJES CILINDRICOS.

1. Ley general de engrane.

2. El perfil de evolvente.

3. Propiedades analíticas del perfil de evolvente.

4. Otros tipos de perfiles. El perfil cicloidal.

5. Engranajes para aplicaciones especiales.

6. Procedimientos de fabricación de ruedas dentadas.



Tema 5. ENGRANAJES CILINDRICOS DE DIENTES RECTOS.

1. Relación de contacto.

2. Interferencia de tallado. Cremallera y piñón de tallado.

3. Interferencia de funcionamiento.

4. Engranajes corregidos.

5. Engranajes interiores.



Tema 6. OTROS TIPOS DE ENGRANAJES.

1. Engranajes cilíndricos de dientes helicoidales.

2. Características específicas de los engranajes de dientes helicoidales.

3. Engranajes cónicos.

4. Engranajes de axoide hiperbólico.



Tema 7. FUERZAS EN ENGRANAJES.

1. Introducción.

2. Fuerzas en engranajes cilíndricos de dientes rectos.

3. Fuerzas en engranajes cilíndricos de dientes helicoidales.

4. Rendimiento medio.

5. Fuerzas en engranajes cónicos.



Tema 8. CÁLCULO RESISTENTE DE ENGRANAJES

1. Cargas en engranajes cilíndricos de dientes rectos: fórmula de Lewis.

2. Cálculo del módulo según Lewis.

3. Cálculo de la tensión de trabajo según normas.

4. Cálculo de la tensión admisible según normas.



Tema 9. CÁLCULO DE ENGRANAJES. DESGASTE

1. Contacto y desgaste en engranajes de dientes rectos.

2. Cálculo de la tensión de contacto de trabajo según normas.

3. Cálculo de la tensión de contacto admisible según normas.



Tema 10. TRENES DE ENGRANAJES ORDINARIOS.

1. Definiciones, clasificación y aplicaciones.

2. Trenes ordinarios.

3. Cálculo de los pares de ruedas en trenes ordinarios.

4. Cambios de marcha.



Tema 11. TRENES DE ENGRANAJES EPICICLOIDALES.

1. Trenes epicicloidales, concepto cinemático.

2. Clasificación y aplicaciones de los trenes epicicloidales.

3. Obtención de relaciones de transmisión mediante trenes epicicloidales.

4. Diferencial de automóvil.





Unidad temática B

Levas y otros elementos de máquinas



Tema 12. INTRODUCCIÓN A LAS LEVAS.

1. Definición, nomenclatura y clasificaciones.

2. Comparación entre levas y mecanismos de pares inferiores.

3. Aplicaciones de las levas.

4. Consideraciones de fabricación de las levas.



Tema 13. ANÁLISIS DE LEVAS.

1. Análisis cinemático de levas. Mecanismos equivalentes.

2. Diagramas de desplazamiento, características generales.

3. Diagramas lineales, parabólicos, armónicos, cicloidales y otros. Comparación.

4. Análisis dinámico inverso o cinetostático de levas.



Tema 14. SINTESIS DE LEVAS.

1. Determinación gráfica del perfil de la leva a partir del diagrama de desplazamientos.

2. Determinación analítica del perfil de la leva a partir del diagrama de desplazamientos.

3. Consideraciones prácticas sobre diseño de levas.



Tema 15. EJES Y ACOPLAMIENTOS PERMANENTES.

1. Introducción.

2. Código ASME para diseño de ejes.

3. Unión de los elementos al eje.

4. El problema de la transmisión de potencia, clasificación de los acoplamientos.

5. Acoplamientos rígidos.

6. Acoplamientos flexibles.

7. Selección de acoplamientos.



Tema 16. EMBRAGUES.

1. Concepto y clasificación de los embragues.

2. Embragues de contacto positivo.

3. Embragues de fricción. Concepto del acoplamiento temporal.

4. Embragues de fricción tipo disco.

5. Embragues de fricción tipo cónico. Autorretención.



Tema 17. FRENOS.

1. Planteamiento del fenómeno de frenado.

2. Freno de cinta.

3. Freno de zapata corta.

4. Freno de zapata larga y tambor.

5. Frenos de disco.



Tema 18. CORREAS.

1. El fenómeno de la transmisión del movimiento mediante correas de fricción.

2. Conceptos generales sobre transmisiones por correas.

3. Modelo de comportamiento de las correas planas.

4. Modelos de comportamiento de las correas trapezoidales.

5. Métodos para la dotación de tensión inicial.

6. Cálculos básicos en sistemas de polea-correa.

7. Selección de correas.

8. Otros elementos flexibles: cables.



Tema 19. RODAMIENTOS

1. Descripción, fundamento mecánico y finalidad

Para impartir la asignatura, como ya se ha ido implantando gradualmente en cursos anteriores, se combinan las clases magistrales con recursos didácticos como el desarrollo de prácticas de aula, seminarios, prácticas de laboratorio (ordenador y taller) y tutorías personalizadas.



Clases Magistrales: En ellas se realiza la exposición de los contenidos y conceptos teóricos de cada tema. Para ello se utiliza el material de trabajo de la asignatura disponible para el estudiante, presentaciones en Power-point y videos demostrativos. Asimismo, la explicación se acompaña de breves ejercicios ilustrativos, basados en sistemas mecánicos reales.



Clases de prácticas en el aula: En cada clase práctica de aula se resuelven problemas basados en elementos de máquinas reales con el objeto de fijar los conceptos presentados en las clases teóricas.



Seminario: A lo largo del curso se realiza un seminario sobre el diseño y selección de elementos en una máquina compleja. La estructura de grupos reducidos de los seminarios permitirá abordar la resolución de problemas y cuestiones teórico-prácticas tanto de forma individual como en grupos de alumnos siempre con la asistencia y la orientación del profesor que imparte el seminario.



Prácticas de laboratorio: A lo largo del curso, se realiza una práctica de ordenador, sobre el diseño y cálculo de sistemas leva-seguidor.



Practicas en taller: En otra práctica se visitará el taller para contemplar el tallado de ruedas dentadas y el funcionamiento de varios trenes de engranajes.



Tutorías individuales y grupales: Durante las horas de tutorías especificadas el apartado 1.5 del presente documento, los profesores de la asignatura están disponibles para resolver las cuestiones que los estudiantes, individualmente o por grupos, planteen. Estas dudas estarán relacionadas con los contenidos de las clases magistrales, las clases prácticas, los seminarios, las prácticas de laboratorio o la preparación de los exámenes a realizar durante el curso.



Plataforma docente virtual: En la plataforma https://egela.ehu.es/ se pone a disposición del alumnado el material necesario para cursar la asignatura. En concreto se publicará: la presente Guía del Estudiante, los guiones de las prácticas de ordenador y de taller y una colección con enunciados de examen, así como alguna de las presentaciones de Power-Point. Por otro lado, están a disposición del alumno los programas desarrollados específicamente para las prácticas de ordenador de esta asignatura.

Se realiza un examen parcial con el contenido de la Unidad temática A. Si un alumno aprueba este parcial, en el examen final está eximido de este contenido si lo desea, y solamente tendría que hacer la parte del examen que trata sobre la Unidad Temática B.



En cualquier caso, el alumno puede optar por realizar la totalidad del examen final y solicitar en el mismo examen que se le evalue toda la asignatura según esta prueba.



Para renunciar a la convocatoria bastará que el alumno no se presente al examen en cuyo caso se le calificara con NO PRESENTADO.

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Bibliografía básica

Elementos de Máquinas (ISBN), Servicio de publicaciones de la ETSI de Bilbao 2015



Problemas resueltos de elementos de máquina,Servicio de publicaciones de la ETSI de Bilbao

Bibliografía de profundización

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Revistas

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