Ministerio de Cultura y Educación
Universidad Nacional de San Luis
Facultad de Ingeniería y Ciencias Agropecuarias
Departamento: Ingeniería
Área: Mecánica
(Programa del año 2018)
(Programa en trámite de aprobación)
(Programa presentado el 19/04/2018 10:07:16)
I - Oferta Académica
Materia Carrera Plan Año Periodo
Mecanismos y Elementos de Máquinas ING.ELECTROMECÁNICA Ord.20/12-16/15 2018 1° cuatrimestre
Mecanismos y Elementos de Máquinas ING.INDUSTRIAL 21/12-18/15 2018 1° cuatrimestre
Mecanismos y Elementos de Máquinas ING. MECATRÓNICA 022/12-Mod21/15 2018 1° cuatrimestre
II - Equipo Docente
Docente Función Cargo Dedicación
VERDUR, GUSTAVO ALBERTO Prof. Responsable P.Adj Exc 40 Hs
GUAYCOCHEA, RONIO Responsable de Práctico JTP Semi 20 Hs
RODRIGO, RAMIRO Auxiliar de Práctico A.1ra Semi 20 Hs
III - Características del Curso
Credito Horario Semanal Tipificación Duración
Teórico/Práctico Teóricas Prácticas de Aula Práct. de lab/ camp/ Resid/ PIP, etc. Total C - Teoria con prácticas de aula Desde Hasta Cantidad de Semanas Cantidad en Horas
Periodo
7 Hs.  Hs.  Hs.  Hs. 7 Hs. 1º Cuatrimestre 12/03/2018 22/06/2018 15 105
IV - Fundamentación
La necesidad de dotar al estudiante de ingeniera de una amplia base matemática y científica provoca que durante los primeros
semestres de la carrera se limite su capacidad creadora, ya que para acreditar las materias que cursa tiene que seguir modelos
de análisis ya establecidos y reconocidos como válidos, lo que lo induce a una actitud pasiva que poco beneficia a la larga su
trabajo original y creativo; muchos alumnos, originalmente entusiasmados por el trabajo de campo del ingeniero, pierden
ánimo ante el panorama inicial de su carrera, y su habilidad creadora yace inerte por largo tiempo, a menos que se les aliente y la ejerciten.
Otros toman estas materias cono la meta de la ingeniera y se pierden en estudios más propios de una formación científica que
ingeniería. Han perdido la visión y confunden las herramientas de la ingeniera con sus fines.
El objeto de la ingeniera es proveer a la sociedad de los requisitos que la civilización contemporánea exige; es el camino por
el que los recursos naturales se transforman en satisfactores sociales. A la ingeniería no le concierne el análisis de los
fenómenos naturales y el establecimiento de modelos matemáticos para los mismos, lo cual es labor de la ciencia pura, sino
su aplicación en la consecución de una meta definida, sea esta una máquina, un dispositivo eléctrico o electrónico, una
carretera o cualquier otro bien.
El mecanismo por el cual una necesidad se convierte en una solución real y funcional se conoce como diseño. En otras
palabras, el diseño es la formulación de un plan, método o esquema para transformar una necesidad en un dispositivo capaz
de satisfacerla de la mejor forma posible. Desde este punto de vista, el objetivo de la formación que recibe un estudiante de
ingeniería es capacitarlo para el diseño.
La capacidad del ingeniero para el diseño es vital, y dentro de ello, el estudio del diseño de los elementos de maquinas, visto
desde su perspectiva mas realista resulta en un excelente medio para acrecentar esa capacidad, que será la base fundamental
para poder abordar posteriormente materias como Mecánica I ó Máquinas Térmicas, Mecánica II ó Máquinas Hidráulicas y
Diseño de Maquinaria.
V - Objetivos
- Capacitar al estudiante para calcular, diseñar y seleccionar mecanismos y elementos de máquinas.
- Proporcionar al alumno una preparación suficiente para que pueda realizar sin mucho esfuerzo el estudio metódico y el
cálculo y diseño de otros elementos de máquinas no incluidos en el programa.
- Habituar al estudiante a la búsqueda de datos y de la información necesaria para el diseño de elementos de máquinas en la
forma y condiciones en que se presenta este tipo de problemas en la práctica de la ingeniería, así como tomar decisiones sobre
los elementos a utilizar y la elección de los materiales, coeficientes, relaciones dimensionales, etc.
VI - Contenidos
BOLILLA No. 1: Criterios de diseño de los elementos de máquinas.
Tensiones debidas a variaciones de temperatura. Tensión producida por choque, Hipótesis de rotura. Tensiones de trabajo y tensiones admisibles. Coeficiente de seguridad. Cargas variables y límite de fatiga. Diagrama de Smith y de Goodman; otros criterios. Resistencia a la fatiga para distintas tensiones. Concentración de tensiones. Método de Soderberg aplicado a los materiales dúctiles para cargas axiales, flexión simple, torsión simple y flexotorsión.
Aplicación de los criterios de Soderberg y de Goodman a los materiales frágiles. Resistencia a la fatiga para duración
limitada.

BOLILLA No. 2: Teoría de la transmisión de Potencia mediante engranajes. Definiciones y clasificación. Ley
fundamental del engrane. Línea de engrane. Ruedas armónicas. Forma de los flancos. Cicloide, Epiciclode,
Hipociclode, Evolvente de círculo.

BOLILLA No. 3: Engranajes para ejes Paralelos.Ruedas frontales de dientes rectos. Designaciones y proporciones
normales. Dentado cicloidal: trazado y características; ruedas armónicas; ventajas e inconvenientes. Dentado de
evolvente: trazado y característica; longitud del segmento de engrane; insensibilidad respecto de la variación de la
distancia entre centros; cremallera; dentado
interior. Métodos de fabricación; fresas de disco, generación por cremallera; fresa generatriz; método Fellows; otros
métodos. Interferencia y numero de dientes límite. Dentados corregidos: sin variación de la distancia entre centros;
con desplazamiento del perfil, Dentado de perfil compuesto. Materiales empleados para la construcción de engranajes.
Ruedas frontales de dientes helicoidales; Distribución de fuerzas; ventajas e inconvenientes.

BOLILLA No. 4: Dimensionado de engranajes de dientes rectos y helicoidales
Cálculo de engranajes cilíndricos de dientes rectos. Cálculo a la flexión por el método de Lewis-Barth. Cálculo a la flexión
por el método de Buckingham; efectos dinámicos debidos a los errores de trazado; concentración de tensiones. Verificación de la resistencia al desgaste. Ancho del diente. Dimensiones de las ruedas. Cálculo de engranajes de dientes helicoidales.

BOLILLA No. 5: Engranajes para ejes no paralelos y concurrentes.
Ruedas cónicas; características; superficies primitivas; aproximación de Tredgold; distribución de fuerzas. Cálculo de
los dientes.

BOLILLA No. 6: Engranajes para ejes no paralelos y no concurrentes.
Ruedas cilíndricas de dientes helicoidales; descripción; relación de transmisión; selección de los ángulos de los dientes;
empujes; rendimiento. Tornillo sinfín y rueda helicoidal; descripción; relación de transmisión. Selección y usos.
Reversibilidad. Rendimiento. Diferentes tipos de ruedas y tornillos. Análisis de esfuerzos. Reacciones en los apoyos.
Cálculo. Capacidad térmica de 1a caja.

BOLILLA Nº 7: Ejes y Árboles
Descripción. Cargas. Cálculo de la sección en base a la resistencia para materiales dúctiles; caso general; flexión pura; torsión
pura. Deformaciones por flexión y torsión, Vibraciones laterales; velocidad crítica. Gorrones. Gorrones
extremos cilíndricos; resistencia mecánica y presión específica; disipación del calor; limitación del desplazamiento
axial. Gorrones extremos esféricos. Gorrones intermedios. Gorrones axiales. Gorrones de anillos.

BOLILLA No. 8: Uniones.
Tipos de uniones. Uniones fijas; soldaduras; diferentes métodos. Soldabilidad de los metales. Tipos de empalmes con
cordones de soldadura. Construcciones soldadas. Cálculo de uniones soldadas. Uniones desmontables. Chavetas
longitudinales y transversales. Espigas y pasaderas.

BOLILLA No. 9: Tornillos Generación Tipos de roscas. Transmisión de esfuerzos. Rendimiento. Tornillo de unión.
Solicitaciones en las uniones roscadas. Uniones sometidas a esfuerzos normales sin y con carga previa. Uniones
sometidas a esfuerzos tangenciales.
Uniones con esfuerzos de flexión en el tornillo. Uniones con cargas de impacto. Cálculo de los tornillos de unión.
Tornillos de movimiento. Condición de irreversibilidad. Cálculo.
BOLILLA No. 10: Lubricación y cojinetes de deslizamiento.
Regímenes de rozamiento. Lubricación. Propiedades de los lubricantes. Aceites y grasas. Viscosidad. Ley de Newton.
Teoría de Petroff. Teoría y ecuación de Reynolds. Soluciones de la ecuación de Reynolds. Cálculo de cojinetes; método de la
línea operativa. Caudal de aceite, por película, de ranura, hidrodinámica, total. Pérdida de potencia.
Temperatura operativa. Temperatura máxima de la película de aceite. Estudio del funcionamiento y cálculo de cojinetes
cilíndricos partidos.

BOLILLA No. 11: Rodamientos
Clasificación. Tensiones producidas por el contacto entre cuerpos elásticos. Capacidad de carga de una bolilla.
Distribución de la carga en los rodamientos. Capacidad de carga, capacidad dinámica y duración del rodamiento.
Relación entre la capacidad de carga y la velocidad de rotación. Carga equivalente Carga variable. Capacidad de carga
estática. Par de rozamiento. Selección de rodamientos. Lubricación. Formas de montaje.

BOLILLA No. 12: Transmisiones por fricción.
Fundamentos de las transmisiones por fricción. Fuerza de cierre. Transmisión entre ejes paralelos y entre ejes
concurrentes. Ruedas de fricción: cálculo de la transmisión con ruedas metálicas y con ruedas no metálicas.
Transmisiones por correas planas. Tensiones; influencia de la velocidad. Condiciones de servicio. Longitud de la
correa abierta y cruzada. Arco de contacto. Transmisiones con pequeña distancia entre ejes. Orden de cálculo.
Transmisiones por correas planas de tela, de tela y goma, de balata, de acero, orden de cálculo. Características de las
poleas. Transmisiones por correas planas compuestas, de poliamida y de poliester. Transmisiones por correas
trapeciales. Transmisiones con una polea, ranurada y otra lisa.

BOLILLA No. 13: Resortes.
Resortes helicoidales de compresión de sección circular. Tensiones. Coeficiente y fórmula de Wahl. Deformaciones.
Energía absorbida. Longitudes libre y de cierre. Pandeo. Materiales empleados. Cálculo estático para materiales dúctiles. Tensiones variables. Líneas de Wahl y de cálculo. Coeficiente de seguridad. Oscilaciones y resonancia.
Resortes de compresión de secciones rectangular y cuadrada. Resortes de tracción. Resortes de torsión. Resortes
Belleville. Resortes planos y ballestas. Resortes de goma.

BOLILLA No. 14: Levas.
Tipos de levas y de seguidores. Definiciones. Movimiento del seguidor. Estudio de las curvas básicas: aceleración
constante; movimiento armónico simple; desplazamiento cicloidal. Función desplazamiento para mecanismos de alta
velocidad; Angulo de presión; valor máximo. Curvatura del perfil de la leva; interferencias. Seguidor plano. Determinación
del perfil de la leva. Dinámica de los sistemas de levas de alta velocidad.

BOLILLA No. 15: Cadenas y ruedas dentadas. Mecanismo biela-manivela.
Transmisiones por cadena y ruedas dentadas. Tipos de cadenas. Ruedas. Cálculo de cadenas de transmisión.
Lubricación. Longitud. Cadenas transportadoras. Mecanismo biela-manivela; objeto y tipos. Mecanismo
centrado;consideraciones fundamentales; desplazamiento del émbolo. Relación entre las velocidades, entre las aceleraciones
y entre las fuerzas. Mecanismos especiales de biela y manivela. Manivelas frontales; cálculo. Cigüeñales y su cálculo.
Bielas; formas de las cabezas; cálculo de la caña y de las cabezas. Crucetas; elementos componentes.

BOLILLA No. 16: Acoplamientos, embragues y frenos.
Acoplamientos rígidos y flexibles. Acoplamiento cardánico. Embragues de discos y cónicos. Frenos de cinta, de
zapatas y de discos.

BOLILLAS DE LABORATORIO DE SIMULACION


BOLILLA 17: Introducción a la Simulación Dinámica. Breve reseña histórica. Evolución de los recursos computacionales.
Incidencia en la solución de problemas de ingeniería. Sistemas CAD. Sistemas FEA. Sistemas CFD. Sistemas de simulación
dinámica. Generalidades. Estructura básica. Metodología operativa.

BOLILLA 18: Analisis de cinematismos planos y Simulación Dinámica en Working Model 2D: Introducción al
programa Working Model 2D. Configuración de inicio. Comandos de diseño. Comandos de edición. Comandos de
visualización. Introducción de datos. Introducción de datos mediante formulas. Inserción de cursores de control.
Prevalidación de datos. Utilización de elementos básicos preconfigurados. Importación de modelos desde programas
CAD. Carga de propiedades-. Comportamiento en distintas condiciones. Interpretación y evaluación de errores.
Simulación e interpretación de resultados. Análisis cinematico. Análisis dinámico. Selección y configuración de curvas
de salida. Animación de resultados. Generación de videos.

VII - Plan de Trabajos Prácticos
1. Dimensionamiento de piezas sencillas sometidas a cargas estáticas de tracción , compresión, flexión, torsión y pandeo.
2. Cálculo de piezas simples sometidas a cargas de impacto y piezas entalladas soportando cargas fluctuantes.
3. Cálculo y dimensionamiento de engranajes de dientes rectos y de dientes helicoidales.
4. Cálculo de engranajes de dientes cónicos.
5. Cálculo de tornillo sinfín y rueda helicoidal.
6. Cálculo de un árbol mixto sometido a cargas variables, determinando secciones, deformaciones y velocidad crítica.
7. Diseño de uniones soldadas y abulonadas.
8. Diseño de cojinetes de fricción para funcionamiento en régimen hidrodinámico.
9. Selección de rodamientos y diseño de su alojamiento.
10. Diseño de transmisiones por correas y poleas.
11. Cálculo de resortes.
12. PROYECTO 1 (tema variable)
13. PROYECTO 2 (tema variable)
14. PROYECTO SIMULACION DINAMICA
VIII - Regimen de Aprobación
-Régimen de regularización:
-Asistir a no menos del 80% de las clases teórico-prácticas
-Tener aprobada y regularizada las correlativas precedentes del plan de estudios
-Aprobar dos (2) parciales teórico-prácticos con una calificación no menor de cinco (5)
-Aprobar el 100% de los trabajos prácticos
-Presentar una carpeta de trabajos prácticos con dos (2) proyectos de mecanismos suministrados por la cátedra y que se harán en el transcurso curricular de la materia.
Cada parcial podrá ser recuperado una vez, solamente se considerará una instancia adicional de recuperación en los casos
comprendidos por lo normado según Ordenanzas del Consejo Superior Nro. 26/97 Régimen Especial, 15/00, y el Régimen
Académico 13/03, que alcanza a los alumnos que trabajan, consejeros de algún cuerpo colegiado, madres, y representantes
deportivos de la Facultad.

APROBACION DE LA ASIGNATURA
a) Ser alumno regular
b) El examen final se rendirá por el último programa en vigencia al día del examen.
c) Los alumnos libres rendirán según Ordenanza C.D. 001-91 del 03/07/91.
La metodología de examen para los alumnos regulares se estructura sobre la base de un proyecto completo de un mecanismo
o dispositivo, el cual se entrega con no menos de 7 días y no mas de 15 días de anticipación a la fecha de examen al alumno,
y será seguido por medio clases-consultas, por el profesor responsable. El alumno deberá exponer y defender el proyecto a
través de planos , esquemas y memorias de cálculo correspondientes, se examinará al alumno en base a su habilidad de resolución y desarrollo del proyecto, la argumentación de decisiones y su justificación, la preparación para responder las
preguntas teóricas y prácticas que pudieran surgir en el transcurso de la exposición y la presentación.
Para el alumno libre, la metodología es similar sólo que el proyecto presenta mayor grado de dificultad, además deberá
presentar la carpeta de trabajos prácticos resuelta, antes de rendir y deberá acreditar todas las correlatividades en el plan de estudios para rendir la asignatura.
IX - Bibliografía Básica
[1] [1]-Aguirre Esponda:"Diseño de elementos de máquinas". Ed. Trillas
[2] [2]- Shigley-Mitchell:"Diseño en Ingeniería Mecánica". Ed. Mc-Graw-Hill.
[3] [3]- Faires:"Diseño de Elementos de Máquinas". Ed. Montaner y Simón.
[4] [4]- Robert L. Norton:"Diseño de Maquinaria. Ed. Mgraw-Hill
[5] [5]- M.F.Spotts & T.E. Shoup:"Elementos de maquinas. Ed. Prentice-Hall
[6] [6]- Cosme:"Elementos de máquinas". Ed. Marymar.
[7] [7]- Lauría-Falco:"Apuntes de Mecanismos". Ed. C.E.I, la Línea Recta.
[8] [8]- Lauría-Falco:"Complementos de Mecanismos". Ed. C.E.I, la Línea Recta.
[9] [9]- Lauría-Falco:"Cálculo de elementos de máquinas para diversos materiales y estados de carga". Ed. C.E.I. La Línea Recta.
[10] [10]- Diseño de elementos de máquinas - Robert L. Mott
[11] [11]-Falco:"Levas". Ed. C.E.I. la Línea Recta.
X - Bibliografia Complementaria
[1] [1]- Hütte:"Manual del ingeniero". Ed. G. Gili.
[2] [2]- Dubbel:"Manual del Constructor de Máquinas". Ed. Labor.
[3] [3]- Vallance-Doughtie:"Cálculo de Elementos de Máquinas". Ed. Alsina.
[4] [4]- Fratschner:"Elementos de Máquinas". Ed. G. Gili.
[5] [5]- Dobrovolski y otros:"Elementos de Máquinas". Ed. Mir.
[6] [6]- Niemann:"Elementos de Máquinas". Ed. Labor.
[7] [7]- Buckingham:"Analytical Mechanical of Gears". Ed. Mc Graw-Hill.
[8] [8]- Wilckock-Booser:"Bearing Design and Applications". Ed. Mc Graw- Hill.
[9] [9]- Wahl:"Mechanical Springs". Ed. J. Wiley.
[10] [10]- Palmgren:"Técnica de los rodamientos de bolas y de rodillos". Ed. Industrias S.K.F.
[11] [11]- Ham-Crane-Rogers:"Mecánica de Máquinas". Ed. Mc Graw-Hill.
[12] [12]- Timoshenko:"Resistencia de materiales".
[13] [13]- Seely-Smith:"Curso superior de resistencia de materiales".
[14] [14] [14]- Teijeiro:"Aplicaciones de la teoría de la lubricación". Ed. C.E.I, la Línea Recta.
XI - Resumen de Objetivos
- Capacitar al estudiante para calcular, diseñar y seleccionar elementos de máquinas .
- Proporcionar al alumno una preparación suficiente para que pueda realizar sin mucho esfuerzo el estudio metódico y el
cálculo y diseño de otros elementos de máquinas no incluidos en el programa.
- Habituar al estudiante a la búsqueda de datos y de la información necesaria para el diseño de elementos de máquinas en la forma y condiciones en que se presenta este tipo de problemas en la práctica de la ingeniería, así como tomar decisiones sobre
los elementos a utilizar y la elección de los materiales, coeficientes, relaciones dimensionales, etc.
XII - Resumen del Programa
BOLILLA No. 1: Criterios de diseño de los elementos de máquinas.
BOLILLA No. 2: Teoría de la transmisión de Potencia mediante engranajes.
BOLILLA No. 3: Engranajes para ejes Paralelos.
BOLILLA No. 4: Dimensionado de engranajes de dientes rectos y helicoidales
BOLILLA No. 5: Engranajes para ejes no paralelos y concurrentes.
BOLILLA No. 6: Engranajes para ejes no paralelos y no concurrentes.
BOLILLA Nº 7: Ejes y Árboles
BOLILLA No. 8: Uniones.
BOLILLA No. 9: Tornillos
BOLILLA No. 10: Lubricación y cojinetes de deslizamiento.
BOLILLA No. 11: Rodamientos
BOLILLA No. 12: Transmisiones por fricción.
BOLILLA No. 13: Resortes.
BOLILLA No. 14: Levas.
BOLILLA No. 15: Cadenas y ruedas dentadas. Mecanismo biela-manivela.
BOLILLA No. 16: Acoplamientos, embragues y frenos.
LBORATORIO DE SIMULACION DE MECANISMOS
BOLILLA No. 17: Introducción a la Simulación Dinámica
BOLILLA No. 18: Analisis de cinematismos planos y Simulación Dinámica en Working Model 2D
XIII - Imprevistos
En el caso de presentarse imprevistos o imponderables que pudieran dificultar el dictado normal de las bolillas programadas
se considera incorporar los temas faltantes dentro de los proyectos finales e incluir clases de consulta adicionales destinadas especialmente a completar los conocimientos faltantes.