Sistemes Mecànics
Anuncio
ENGINYERIA EN AUTOMÀTICA I ELECTRÒNICA INDUSTRIAL SISTEMES MECÀNICS Guia de l’assignatura ENGINYERIA EN AUTOMÀTICA I ELECTRÒNICA INDUSTRIAL 29504 Sistemes Mecànics. Guia de l’assignatura Aprovada en C.A.A de data 8/06/05 Crèdits: 6 ( 3 teoria + 3 pràctiques) Crèdits ECTS: 4,8 Tipus Coordinador: Munir Khamashta (munir.khamashta@upc.edu) Altres Professors: Javier Freire (javier.freire@upc.edu) Javier Gutierrez (javier.gutierrez@upc.edu) Ana Marañon Beatriz Puras Departament: Enginyeria Mecanica (712) Presentació Coneixements previs El desenvolupament de l’assignatura demana l’alumne alguns coneixements bàsics: • Mecànica: cinemàtica i dinàmica de la partícula. • Matemàtiques: vectors, càlcul diferencial e integral bàsic. Camps professionals Tots els camps relacionats amb la mecànica. Exemples: Hidràulica, Pneumàtica, Robòtica. Relació amb altres assignatures Se estudien les nocions mecàniques fonamentals, que seran aplicables a les assignatures: • Modelat i Simulació (de sistemes mecànics). • Control i Programació de Robots. • Projecte Especialitat Fluidotècnia. Objectius generals Els objectius generals es poden classificar en tres àmbits: • Objectius conceptuals: a) Coneixement del moviment, de les masses i de les forces als mecanismes. • Objectius procedimentals: a) Adquisició d’una metodologia que permeti solucionar problemes mecànics bàsics. • Objectius actitudinals: a) Desenvolupar la capacitat d’integrar coneixements externs a la seva especialitat. b) Fomentar la iniciativa i la responsabilitat del treball, tant personal com cooperatiu. 1 ENGINYERIA EN AUTOMÀTICA I ELECTRÒNICA INDUSTRIAL 29504 Sistemes Mecànics. Guia de l’assignatura Aprovada en C.A.A de data 8/06/05 2 Temari 1ª PART: CINEMÀTICA DE MECANISMES Tema 1: Geometria del moviment pla. Duració: 8 hores. Contingut: Anàlisis i Síntesis. Parells cinemàtics. Cadenes cinemàtiques. Màquines, mecanismes i estructures. Graus de llibertat i mobilitat. Criteri de Grübler. Grups d’Assur. Llei de Grashof. Angle de transmissió i avantatge mecànica. Tema 2: Anàlisi de velocitats i acceleracions Duració: 12 hores. Contingut: Moviment pla d’un sòlid rígid: translació, rotació, roto-translació. Centre instantani de rotació. Velocitats projectades. Acceleracions al moviment pla. Polo d’acceleracions. Mètodes analítics i gràfics. Teorema de Kennedy. Velocitat de successió i acceleració del CIR. Lleves: mecanisme equivalent. Tema 3: Trens d'engranatges Duració: 6 hores. Contingut: Nomenclatura. Trens d’engranatges ordinaris, compostos i recurrents. Trens epicicloïdals. Fórmula de Willis. Trens diferencials, aplicació als automòbils. Reductors de velocitat. 2ª PART: ESTÀTICA I DINÀMICA DE MECANISMES Tema 4: Estàtica de mecanismes Duració: 8 hores. Contingut: Forces i treballs, tipus de forces i treballs. Rendiments. Forces reduïdes. Treballs virtuals. Tema 5: Dinàmica directa. Equacions diferencials del moviment Duració: 8 hores. Contingut: Energia cinètica i massa reduïda. Relació força – massa reduïda. Moment d’inèrcia generalitzat. Equació generalitzada del moviment. Equacions de Lagrange. Tema 6: Dinàmica inversa (cinetoestàtica). Duració: 6 hores. Contingut: Forces d’inèrcia. Principi de d’Alembert. Forces internes i reaccions. Mètode matricial. Aplicació potencies virtuals. ENGINYERIA EN AUTOMÀTICA I ELECTRÒNICA INDUSTRIAL 29504 Sistemes Mecànics. Guia de l’assignatura Aprovada en C.A.A de data 8/06/05 3 Tema 7: Volants d’inèrcia. Duració: 6 hores. Contingut: Reducció dinàmica d’una màquina. Aplicació del teorema de la energia cinètica. Equació de permanència en el cicle. Objecte del volant. Càlcul aproximat. Tema 8: Equilibrat de màquines rotatives. Duració: 6 hores. Contingut: Equilibrat de màquines. Equilibri estàtic i dinàmic. Equilibrat de masses giratòries. Mètode analític i gràfic. Objectius específics dels mòduls Mòdul 1 Cinemàtica. Objectius de l’alumne: 1) ha de ser capaç d’avaluar els graus de llibertat d’una màquina, i la seva qualitat; 2) ha de ser capaç de calcular analíticament les velocitats i acceleracions dels mecanismes mes comuns. Mòdul 2 Estàtica i Dinàmica. Objectius de l’alumne: 3) ha de ser capaç de escriure les equacions del moviment del sistemes mecànics; 4) ha de ser capaç de calcular les forces internes i les reaccions als mecanismes; 5) ha de conèixer les aplicacions mes comuns de la dinàmica: càlcul de forces impulsores, utilització de volants d’inèrcia, equilibrat d’eixos, etc. ENGINYERIA EN AUTOMÀTICA I ELECTRÒNICA INDUSTRIAL 29504 Sistemes Mecànics. Guia de l’assignatura Aprovada en C.A.A de data 8/06/05 4 Metodologia de treball Sessions teoria, problemes 2 Sessions presencials de teoria / setmana. 1 Sessió presencial problemes /setmana Pràctiques, laboratoris 3 Pràctiques de Laboratori de 2 hores. Les pràctiques disponibles son: Trens epicicloïdals: mesura i càlcul de la relació de transmissió i del rendiment estàtic d’un tren epicicloïdal. Equilibrat de masses rotatives: es demana distribuir 4 masses de manera que estiguin equilibrades dinàmicament. Regulador centrífug: mesura i càlcul de la corba característica d’un regulador. Moment d’inèrcia: mesura i càlcul del moment d’inèrcia de 2 peces. Mecanismes: mesura i càlcul de la relació de transmissió. Rendiment estàtic. 3 Pràctiques Informàtiques de 2 hores. Les pràctiques a realitzar son: 1) Simulació cinemàtica d’un mecanisme motor i/o quadrilàter articulat. 2) Simulació dinàmica d’un mecanisme motor i/o quadrilàter articulat. 3) Plantejament de les equacions de Lagrange amb Maple. Organització en mòduls i temps de dedicació de l’estudiant Mòdul Mòdul 1: Cinemàtica Mòdul 2: Estàtica i Dinàmica. Temps de lectura 26 hores 34 hores Temps total 52 hores 68 hores Importància i dificultat dels mòduls L’assignatura ha sigut plantejada com una unitat. El coneixement de la Cinemàtica es indispensable per estudiar l’Estàtica i la Dinàmica. Tenint en compte la trajectòria acadèmica mes probable del alumnes, creiem que trobaran mes dificultats al estudi de la Cinemàtica. ENGINYERIA EN AUTOMÀTICA I ELECTRÒNICA INDUSTRIAL 29504 Sistemes Mecànics. Guia de l’assignatura Aprovada en C.A.A de data 8/06/05 5 Materials Bibliografia bàsica Norton,R. Diseño de Maquinaria , McGraw-Hill (1995). Paul,B Kinematics and Dynamics of Planar Machinery , Prentice-Hall (1979). Bibliografia complementària Mòdul 1 Khamashta,M.; Alvarez,L.; Capdevila,R. Problemas resueltos de Cinematica de Mecanismos Planos , Ed.UPC (1993). Mòdul 2 Khamashta,M.; Alvarez,L.; Capdevila,R. Problemas resueltos de Dinámica de Mecanismos Planos , Ed.UPC (1995). Avaluació 1ª Avaluació parcial 20 %. 2ª Avaluació global 50 %. Es necesari obtindre una nota superior a 3.0 per puger aprobar. Pràctiques Laboratori 15 %. Son obligatories. Pràctiques Simulacio 15 %. Son obligatories.
