CAMPO DE INTERVENCIÓNEl profesional en ingeniería electromecánica con sello ITM es una persona competente para intervenir sistemas electromecánicos (SEMs), desde las perspectivas: del diseño, del montaje, del mantenimiento y de la modernización de los procesos de producción industrial de bienes y servicios; así como desde la transformación y reconversión eficiente de la energía eléctrica, mecánica y térmica, al servicio de los sistemas de producción industrial con autonomía técnica, económica, social y ecológica. Que además esta para implementar políticas en diferentes campos de invención social y productiva como para la formulación y gestión de proyectos en ciencia y tecnología que impulsen el desarrollo regional y nacional.

IDENTIFICACIÓNAsignatura: Diseño Mecánico

Área: EspecializadaCódigo: MCE 92

Pensum: 3Correquisitos

 Prerrequisitos: RME84 PME72

Créditos: 2 TPS: 4 TIS: 8 TPT:64 TIT: 128

JUSTIFICACIÓN Los sistemas electromecánicos comprenden piezas móviles que transmiten potencia y ejecutan movimientos específicos. Por lo tanto es una necesidad del ingeniero la de dimensionar, seleccionar materiales y determinar procesos de manufactura apropiados para el diseño y construcción de componentes de maquinas que no fallen durante su función.

COMPETENCIAIdentifica y determina la intensidad de los esfuerzos y posibles fallas estáticas y dinámicas para la construcción de piezas para maquinas que están sometidas a sistemas de cargas estáticas y dinámicas.

TABLA DE SABERES

Saber(contenido declarativo)

 • Análisis de esfuerzos y deformaciones para cargas axial, torsión, flexión y cortante.

•  Esfuerzos combinados.•  Esfuerzos en columnas y cilindros.•  Teoría de fallas estáticas para materiales dúctiles y frágiles.•  Mecánica de la fractura.•  Teoría de falla por fatiga.•  Fallas superficiales.•  Elementos mecánicos :• Ejes, arboles, acoples, transmisión por bandas y cadenas.•  Calculo piñones de dientes rectos y helicoidales•  Ajustes y tolerancias.•  Cojinetes.•  Uniones no permanentes (tornillos,remaches,sujetadores)•  Uniones no permanentes (soldaduras y adhesivos)•  Resortes.

Saber complementario(contenido declarativo)

Manejo de software Excel y Solid Edge.

SABER HACER(CONTENIDO PROCEDIMENTAL)

• Identifica y calcula los esfuerzos y deformaciones de los elementos mecánicos. Cuando son sometidos a sistemas de fuerzas estáticas y dinámicas.

• Establece criterios básicos para predecir fallas de piezas mecánicas.

• Calcula y diseña sistemas de transmisión de potencia mecánica.

• Calcula y diseña elementos de unión.• ometidos a sistemas de fuerzas estáticas y dinámicas.

• Establece criterios básicos para predecir fallas de piezas mecánicas.

• Calcula y diseña sistemas de transmisión de potencia mecánica.

•  Calcula y diseña elementos de unión.

Ser –Ser con Otros(Contenido actitudinal)

•Disponibilidad para trabajar en equipo.

•Acata las normas de seguridad.

• Actitud de respeto.

TABLA DE RESULTADOS DEL APRENDIZAJE (CRITERIOS PARA LA EVALUACIÓN –

INDICADORES DE COMPETENCIA)

De conocimiento(contenidos declarativos)

•Identifica los diferentes tipos de esfuerzos: torsión, flexión, cortante, axial.

•Calcula la intensidad de los esfuerzos.

•Identifica los diferentes elementos mecánicos: Ejes, acoples, bandas, cadenas, engranajes, cuñas. 

De desempeño(contenido procedimental y actitudinal)

•Identifica y calcula los esfuerzos y deformaciones de los elementos mecánicos.

• Calcula y diseña sistemas de transmisión de potencia mecánica.

• Calcula y diseña elementos de unión.

•Diseña elementos mecánicos utilizando un software de diseño Solid Edge

Producto (evidencias de aprendizaje)

•Fabrica una maquina que interviene en un proceso productivo, realizando los cálculos requeridos para su óptimo funcionamiento.

ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS

Actividades de enseñanza-aprendizaje

• Maneja los conceptos de diseño mecánico• Diseña y calcula ejes utilizando Excel para los cálculos y un software de dibujo para la elaboración de los planos.

• Selecciona poleas y correas utiliza software Excel para los cálculos.

• Selecciona cadenas y sus sprokets utiliza Excel para los cálculos.

• Diseña y calcula piñones de dientes rectos y helicoidales, utiliza un software de diseño para la elaboración de los planos.

• Selecciona rodamientos utilizandoMdesign para su selección

• Elabora planos de montaje de una caja de transmisión, utilizando Software de dibujo SOLID EDGE O INVENTOR

Actividades de evaluación

• Actividad % Fecha• Examen parcial 20 Semana 5• Examen Parcial 20 Semana 7• Examen Parcial 20 Semana 9• Examen Parcial 20 Semana 11• Trabajo Final 20

BIBLIOGRAFÍA• AGUIRRE Esponda, Guillermo. Diseño de Elementos de Máquinas. Editorial Trillas,

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McGraw • Hamrock, B.J., Jacobson, B.O., Schmid, S.R.; Elementos de Máquinas. McGraw-Hill,

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México: McGraw-Hill, 2001. 1258 p. • SHIGLEY, Joseph E. y MISCHKE, Charles R. Fundamentos de diseño mecánico. México:

McGraw-Hill, 1995. 4 vol. Ela

CONOCIMIENTOS DE UN DISEÑADOR MECÁNICO

•DIBUJO TÉCNICO, (CAD)•PROPRIEDADE DE LOS MATERIALES Y TRATAMIENTOS TÉRMICOS, PROCESOS DE MANUFACTURA.•ESTÁTICA, DINÁMICA, RESISTENCIA DE LOS MATERIALES, MECANISMOS.•COMUNICACIÓN ORAL, ESCRITA Y TRABAJO EN EQUIPO.•GESTIÓN ENERGÉTICA•NEUMÁTICA, HIDRÁULICA, ELECTRICIDAD Y CONTROL

PROPIEDADES FÍSICAS

PROPIEDADES FÍSICAS (2)

• ESFUERZOS DE TENSIÓN, COMPRESIÓN, TORSIÓN, CIZALLADURA, FLEXIÓN, CONTACTO.

• DUREZA: BRINELL, ROCKWELL, VEAKERS.

• MAQUINABILIDAD, TENACIDAD.• FATIGA.

CLASIFICACIÓN DE LOS ACEROS

Codificación de Aceros para Herramientas, según AISIGrupo Símbolo Descripción

Alta velocidad (rápidos) T Base Tugsteno (%W: 11.75-19)

Alta velocidad (rápidos) M Base Molibdeno (%Mo: 3.25-10.0)

Trabajo en caliente H Base Cr, W, Mo

Trabajo en frío A Media aleación, temple al aire

Trabajo en frío D Alto Cr, alto C (%Cr: 11.5-13.5)

Trabajo en frío O Templables al aceite

Resistencia al impacto S Medio carbono, al Si

Propósitos específicos L Baja aleación, medio-alto carbono

Propósitos específicos F Alto carbono, al W

Moldes P Baja aleación, bajo carbono

Templables al agua W Alto carbono

TRATAMIENTOS TÉRMICOS

• RECOCIDO, REVENIDO, NORMALIZADO• TEMPLE• TRATAMIENTOS TÉRMICOS SUPERFICIALES

• CARBURACIÓN, TEMPLE POR INDUCCIÓN.

CARGAS VARIABLES, CONCENTRACIÓN DE ESFUERZOS

FATIGA• Fatiga de bajo ciclaje (LCF): entre 1 y 1000 ciclos de esfuerzo; la resistencia a la fatiga disminuye muy poco con relación a la resistencia última del material (Sm 0.9·Sut @ 1000 ciclos).

• Fatiga de alto ciclaje (HCF): entre 103 y 106 ciclos de esfuerzo; la pendiente de la curva aumenta hasta que la resistencia a la fatiga alcanza el límite de resistencia a la fatiga (Sf Se’ @ 106 ciclos).

• Zona de vida infinita: para los materiales mencionados anteriormente, en 106 ciclos la curva presenta un punto de quiebre (llamado codo o rodilla) donde se alcanza el límite de resistencia, de manera que si los esfuerzos máximos se mantienen por debajo de este valor, la pieza nunca fallará. Para otros materiales como aleaciones de aluminio y cobre la resistencia a la fatiga sigue disminuyendo (aunque a un ritmo) menor, de manera que el límite Se’ es virtualmente inexistente, por lo que se suele expresar a cambio una resistencia a la fatiga (Sf’) para un número de ciclos determinado, generalmente del orden de 108.

GRÁFICO DE FATIGA

COEFICIENTE DE SEGURIDAD

CONCENTRACIÓN DE ESFUERZOS

FACTOR DE CONCENTRACIÓN ESFUERZOS (1)

CONCENTRACIÓN DE ESFUERZOS (2)

AJUSTES Y TOLERANCIAS