102312 - MÀQUINES I MECANISMES I

Tipus d'assignatura: Obligatòria

Coordinador: Julián Horrillo Tello

Trimestre: Primer trimestre

Crèdits: 4

L'assignatura Mecanismes i Màquines I, centrada en l'anàlisi de mecanismes, presenta una formació integral en aquest camp incorporant també el tema de síntesi de mecanismes. La mateixa és un element clau per a la consolidació d'aprenentatges, ja que permet als / les estudiants aplicar en el disseny d'elements de màquines que s'ha treballat en altres assignatures. D'altra banda, és una font de coneixement teòric i aplicat clau per a la pràctica professional del / la enginyer / a mecànic / a pel que fa a el Disseny de Màquines.

Com a resultat de l'activitat d'aprenentatge l'estudiant serà capaç d'assolir els següents resultats d'aprenentatge:

• R.A.5: Realitza l'anàlisi cinemàtica i cinètica de conjunts mecànics, màquines i mecanismes, analíticament o mitjançant simulació.
• R.A.7: Maneja la terminologia tecnicocientífica relativa a sistemes mecànics, màquines o mecanismes en diferents idiomes, especialment en anglès.

El desenvolupament dels continguts de l'assignatura es basa en l'ús d'una metodologia que integra eines i mètodes utilitzats en la pràctica professional. Sent important per això el conèixer, comprendre i aplicar l'anàlisi i síntesi de mecanismes. L'estructura utilitzada per a l'estudi dels diferents mecanismes es basa en el coneixement dels mateixos a través de la seva identificació i descripció, la deducció seu funcionament, la comprensió de el desenvolupament teòric de les bases per al càlcul i el càlcul en funció de les seves especificacions .
La part presencial de l'assignatura està composta de 4 i 2 hores, alternades setmanalment, de classes teòriques a l'aula (grup gran) i dues hores, quinzenals, de classes pràctiques en laboratoris (grup reduït). A les classes teòriques, de caràcter expositiu i participatiu, es desenvoluparan conceptes sobre anàlisi de posició, velocitat, acceleració, estàtica i dinàmica de mecanismes. Per tal de consolidar aquests conceptes es duen a terme resolució d'exercicis. En les pràctiques de laboratori dels estudiants treballaran en grups de dos o tres persones. Per tal de consolidar els temes treballat a les classes teòriques, en les pràctiques es realitzen treballs aplicats a elements de màquines reals.
Durant el dictat de l'assignatura els estudiants disposaran de documentació dels temes desenvolupats en les classes teòriques i de laboratori, i exemples d'exercicis resolts.

1. Introducció a la cinemàtica i dinàmica de màquines
   • Cinemàtica i Cinètica.
   • Mecanismes i màquines
   • Aplicacions de la cinemàtica
2. Fonaments de cinemàtica
   • Graus de llibertat o mobilitat
   • Enllaços cinemàtics
   • Cadenes i Diagrames cinemàtics
   • Mecanismes i estructures
   • La condició de Grashof
3. Síntesi de mecanismes
   • Generació de funció, trajectòria i moviment
   • Condicions límit
   • Síntesi dimensional
   • Corbes de l'acoblador
   • Mecanismes Cognats
4. Anàlisi de posició
   • Sistemes de Coordenades
   • Posició i desplaçament
   • Translació, rotació i moviment complex
   • Anàlisi algebraic de posició de mecanismes
   • Posició de qualsevol punt en un mecanisme
   • Angles de transmissió, Posicions de engarrotament
   • El mètode de solució de Newton-Raphson
5. Anàlisi de la velocitat
   • Definició de velocitat
   • Velocitat de lliscament
   • Solucions analítiques per a l'anàlisi de velocitat
   • Velocitat de qualsevol punt d'un mecanisme
6. Anàlisi de l'acceleració
   • Definició de l'acceleració
   • Solucions analítiques per a l'anàlisi de l'acceleració
   • Acceleració de qualsevol punt d'un mecanisme
   • Tolerància humana a l'acceleració
7. Anàlisi de forces estàtiques
   • Forces aplicades i de restricció
   • Condicions per a l'equilibri
   • Diagrames de cos lliure
   • Elements de dos i tres forces
   • Elements de quatre forces
8. Fonaments de dinàmica
   • Lleis de el moviment de Newton
   • Models dinàmics
   • Moment d'Inèrcia
   • Teorema d'eixos paral·lels
   • Mètodes d'energia: treball virtual
9. Anàlisi de forces dinàmiques
   • Mètode de solució newtonià
   • Un sol baula en rotació pura
   • Anàlisi de forces d'un mecanisme articulat biela manovella i de quatre barres
   • Força i moment de sacudimiento
   • Índex de transmissió de força en un mecanisme

A continuació, es descriuen les activitats d'aprenentatge de caràcter avaluatiu que busquen ajudar els estudiants adquirir els Resultats d'Aprenentatge de l'assignatura i al professor obtenir evidències que els estudiants van aconseguir als mateixos.
Activitat avaluativa 1: Prova parcial escrita 1 (Ex1).

1. Descripció:
   • Prova escrita (examen) d'avaluació dels continguts teòrics i la resolució de problemes desenvolupats en els temes de l'1 a el 7.
2. Material de suport:
   • Apunts i bibliografia de l'assignatura
3. Lliurables i vincles amb l'avaluació:
   • Resolució de la prova.
   • Representa el 35% de la nota total de l'assignatura.
4. Vincles amb els resultats de l'Aprenentatge:
   • En l'activitat s'obté l'evidència d'haver aconseguit els resultats d'Aprenentatge: R.A.5.

Activitat avaluativa 2: Prova parcial escrita 2 (Ex2).

1. Descripció:
   • Prova escrita (examen) d'avaluació dels continguts teòrics i la resolució de problemes desenvolupats en els temes de el 8 a l'10.
2. Material de suport:
   • Apunts i bibliografia de l'assignatura
3. Lliurables i vincles amb l'avaluació:
   • Resolució de la prova.
   • Representa el 35% de la nota total de l'assignatura.
4. Vincles amb els resultats de l'Aprenentatge:
   • En l'activitat s'obté l'evidència d'haver aconseguit els resultats d'Aprenentatge: R.A.5.

Activitat avaluativa 3: Pràctiques de Laboratoris (Pr).

1. Descripció:
   • Reconèixer, interpretar, sintetitzar, simular i calcular diferents mecanismes.
   • L'activitat es realitza en grups de 2-3 estudiants en laboratori.
2. Material de suport:
   • Apunts i bibliografia de l'assignatura.
   • Guió de pràctiques.
   • Equipament didàctic, màquines-eines, elements de mesura, eines i consumibles d'laboratori i taller.
3. Lliurables i vincles amb l'avaluació:
   • Informe Experiment de Pràctica segons el que indica el guió de la mateixa.
   • Aquesta activitat representa un 20% de la nota final de l'assignatura.
4. Vincles amb els resultats de l'Aprenentatge:
   • En l'activitat s'obté l'evidència d'haver aconseguit els resultats d'Aprenentatge: R.A.5 i R.A.7.
5. Sessions de laboratori:
   • 5 sessions de laboratori.

Activitat avaluativa 4: Informe de Treball (Inf).

1. Descripció:
   • Reconèixer, interpretar, simular i calcular un mecanisme seleccionat.
   • L'activitat es realitza en grups de 2-3 estudiants.
   • El material lliurable de l'activitat és un informe.
2. Material de suport:
   • Apunts i bibliografia de l'assignatura.
   • Guió de pràctiques.
   • Equipament didàctic, màquines-eines, elements de mesura, eines i consumibles d'laboratori i taller.
3. Lliurables i vincles amb l'avaluació:
   • Informe segons el que indica el guió de la mateixa.
   • Aquesta activitat representa un 10% de la nota final de l'assignatura.
4. Vincles amb els resultats de l'Aprenentatge:
   • En l'activitat s'obté l'evidència d'haver aconseguit els resultats d'Aprenentatge: R.A.5 i R.A.7.

El càlcul per a la Nota Final (NF) de l'assignatura és:

NF = 0,35 Ex1 + 0,35 Ex2 + 0,1 Inf + 0,2 Pr

• NF: Nota Final
• Ex1: 1r Examen Parcial (35%).
• Ex1: 2n Examen Parcial (35%).
• Inf: Nota d'Informes de Treball (10%) = (Inf1 + Inf2 + Inf3) / 3
• Pr: Nota de Pràctiques (20%) = (P1 + P2 + P3 + P4 + P5) / 5

Aclariments:

• Nota mínima de cada un dels exàmens és 3,5. En el cas que alguna de les qualificacions de les activitats Ex1 i Ex2 estigui per sota de la nota mínima, la qualificació final de l'assignatura quedarà acotada a 4.
• Nota mínima de Pràctiques (Pr) és 4. En cas que la nota de Pràctiques estigui per sota de la nota mínima, la qualificació final de l'assignatura quedarà acotada a 4.
• Nota mínima d'Informe de Treball (Inf) és 4. En cas que la nota d'Informe de Treball estigui per sota de la nota mínima, la qualificació final de l'assignatura quedarà acotada a 4.

Recuperació:

• Es podran recuperar tots els actes avaluatius per separat (1r Examen Parcial, 2n Examen Parcial i Pràctiques).

Genovese, P. A. (2020). Apuntes de Mecanismos y Máquinas I. Mataró: ESUPT Tecnocampus.

Sanmiguel Rojas, E., & Hidalgo Martínez, M. (2014). Análisis de mecanismos. Madrid: Ediciones Paraninfo.

Cardona Foix, S., & Clos Costa, D. (2008). Teoría de máquinas. Barcelona: Edicions UPC.

Erdman, A. G., & Sandor, G. N. (1998). Diseño de Mecanismos: Análisis y Síntesis. México DF: Prentice Hall.

Norton, R. L. (2013). Diseño de Maquinaria. México D.F.: McGraw-Hill - Interamericana de Editores S.A. de C.V.

Uicker, Jr., J. J., Pennock, G. R., & Shigley, J. E. (2017). Theory of Machines and Mechanisms. New York: Oxford University Press.