# Mecánica y Mecanismos
## Objetivos generales de la asignatura

Conocer la formulación de la Mecánica, en forma cinemática y dinámica, de manera de interpretar sistemas mecánicos básicos. Conocer los distintos elementos mecánicos que componen los mecanismos utilizados en la industria. Analizar y comprender el funcionamiento y el comportamiento de los mecanismos reales.

## Objetivos específicos
### Conocimiento a alcanzar

Lograr la plena interpretación de los sistemas mecánicos haciendo uso de las aplicaciones de la Mecánica al cinematismo de los Mecanismos. Identificar los elementos mecánicos y mecanismos comunes, de manera que posibilite la optimización de los recursos y el desarrollo completo de sus potencialidades .

### Capacidades a promover

Promover y desarrollar la capacidad de comprender el funcionamiento de los mecanismos y su utilización optimizada en proyectos mecánicos.

### Aptitud a desarrollar

Desarrollar las aptitudes necesarias para la selección adecuada de los distintos mecanismos empleados en los sistemas mecánicos .

## Programa analítico de la asignatura
# Unidad Nº 1: Análisis Topológico de mecanismos.

* Ciencia de los Mecanismos
* Geometría de las Máquinas
* Definiciones conceptos fundamentales: pieza, par cinemático, cadenas cinemáticas
* Máquina y Mecanismo
* Armadura, conductor, conducido
* Pares de elementos. Par cerrado, pares superiores, pares de elementos incompletos
* Inversión de pares
* Barras, manivelas, cuadrilátero articulado

# Unidad Nº 2: Análisis cinemático de mecanismos con movimiento plano

* Cinemática de la partícula. Movimiento rectilíneo de partículas. Posición, velocidad y aceleración
* Velocidad y aceleración media e instantánea. Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado
* Movimientos relativos e interdependientes. Movimiento curvilíneo: vector posición, velocidad y aceleración. Movimiento de la partícula en el plano y en el espacio
* Movimiento del sólido rígido. Traslación y rotación del sólido. Composición de Movimientos
* Velocidad y aceleración absoluta y relativa. Centro instantáneo de rotación
* Ecuación de movimiento. Momento angular. Principio de D`Aoolembert

# Unidad Nº 3: Análisis dinámico en mecanismos con movimiento conocido

* Segunda ley de Newton del movimiento. Derivada temporal del momento lineal
* La segunda ley del movimiento de Newton dice que
Esta ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa no tiene por qué ser constante) actúa una fuerza neta: la fuerza modificará el estado de movimiento, cambiando la velocidad en módulo o dirección. En concreto, los cambios experimentados en la cantidad de movimiento de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta; esto es, las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos. Consecuentemente, hay relación entre la causa y el efecto, esto es, la fuerza y la aceleración están relacionadas. Dicho sintéticamente, la fuerza se define simplemente en función del momento en que se aplica a un objeto, con lo que dos fuerzas serán iguales si causan la misma tasa de cambio en el momento del objeto.
En términos matemáticos esta ley se expresa mediante la relación:
   ${\vec {F}}_{\text{net}}={\mathrm {d} {\vec {p}} \over \mathrm {d} t}$
Donde ${\vec {p}}$ es la cantidad de movimiento y ${\vec {F}}$ la fuerza total. Si suponemos la masa constante y nos manejamos con velocidades que no superen el 10% de la velocidad de la luz podemos reescribir la ecuación anterior siguiendo los siguientes pasos:
Sabemos que ${\vec {p}}$ es la cantidad de movimiento, que se puede escribir m.V donde m es la masa del cuerpo y V su velocidad.
${\vec {F}}_{\text{net}}={\mathrm {d} (m.{\vec {V}}) \over \mathrm {d} t}$
Consideramos a la masa constante y podemos escribir ${\mathrm {d} {\vec {V}} \over \mathrm {d} t}={\vec {a}}$ aplicando estas modificaciones a la ecuación anterior:
   ${\vec {F}}=m{\vec {a}}$
que es la ecuación fundamental de la dinámica, donde la constante de proporcionalidad, distinta para cada cuerpo, es su masa de inercia. Veamos lo siguiente, si despejamos m de la ecuación anterior obtenemos que m es la relación que existe entre ${\vec {F}}$ y ${\vec {a}}$. Es decir la relación que hay entre la fuerza aplicada al cuerpo y la aceleración obtenida. Cuando un cuerpo tiene una gran resistencia a cambiar su aceleración (una gran masa) se dice que tiene mucha inercia. Es por esta razón por la que la masa se define como una medida de la inercia del cuerpo.
Por tanto, si la fuerza resultante que actúa sobre una partícula no es cero, esta partícula tendrá una aceleración proporcional a la magnitud de la resultante y en dirección de ésta. La expresión anterior así establecida es válida tanto para la mecánica clásica como para la mecánica relativista, a pesar de que la definición de momento lineal es diferente en las dos teorías: mientras que la dinámica clásica afirma que la masa de un cuerpo es siempre la misma, con independencia de la velocidad con la que se mueve, la mecánica relativista establece que la masa de un cuerpo aumenta al crecer la velocidad con la que se mueve dicho cuerpo.
De la ecuación fundamental se deriva también la definición de la unidad de fuerza o newton (N). Si la masa y la aceleración valen 1, la fuerza también valdrá 1; así, pues, el newton es la fuerza que aplicada a una masa de un kilogramo le produce una aceleración de 1 m/s². Se entiende que la aceleración y la fuerza han de tener la misma dirección y sentido.
La importancia de esa ecuación estriba sobre todo en que resuelve el problema de la dinámica de determinar la clase de fuerza que se necesita para producir los diferentes tipos de movimiento: rectilíneo uniforme (m.r.u), circular uniforme (m.c.u) y uniformemente acelerado (m.r.u.a).
Si sobre el cuerpo actúan muchas fuerzas, habría que determinar primero el vector suma de todas esas fuerzas. Por último, si se tratase de un objeto que cayese hacia la tierra con una resistencia del aire igual a cero, la fuerza sería su peso, que provocaría una aceleración descendente igual a la de la gravedad.
* Equilibrio dinámico. Movimiento bajo una fuerza central
* Conservación del momento angular
* Momentos de Inercia
* Principio de Steiner
* Momentos de Inercia polares y planares
* Radio de inercia

# Unidad Nº 4: Elementos de unión desmontables

* Chavetas longitudinales
* Análisis de funcionamiento
* Cálculo de chavetas
Son piezas de acero en forma de lengüetas de secciones variadas, colocadas entre las piezas paralelamente al eje de las mismas, cuando éstas deben ejecutar solidariamente un movimiento de rotación, y, por lo tanto, deben resistir el momento de torsión correspondiente.
* Cuñas. Formas, usos , dimensionamiento
* Tornillos
* Diseño geométrico
* Tipos de roscas
* Rendimiento del tornillo
* Fuerza de cierre
Núcleo,Dimensionamiento:Cuerpo liso,Cabeza,Altura de tuerca
* Dispositivos de seguridad para tornillos
* Procesos de fabricación
* Uniones estriadas
* Flancos rectos y curvos
* Cálculo

# Unidad Nº 5: Elementos de uniones fijas

* Roblonado: Roblones, tipos y formas
* Dimensionamiento y fabricación del roblón
* Soldadura
* Clasificación y formas de soldadura
* Resistencia de la soldadura
* Cálculo estático y a la fatiga
* Dimensionamiento de la soldaduraseccioneslongitudes

# Unidad Nº 6: Mecanismos transmitores del movimiento

* Ejes y árboles
* Definiciones y clasificación
* Cálculo por torsión máxima y por límite de deformación admisible
* Ejes sometidos a flexión y torsión Cálculo del diámetro
* Acoplamientos
* Definiciones
* Distintos tipos y usos en mecanismos
* Acoplamientos fijos y móvilesDescripción y aplicaciones
* Acoplamientos elásticosPrincipios de funcionamiento
* Cojinetes de fricciónFuncionamiento y tipos constructivos
* Materiales empleados y métodos de fabricación de cojinetes

# Unidad Nº 7: Lubricación y Rodamientos:

* Teoría de la lubricación
* Rodamientos: Clasificación, ventajas y desventajas de cada modelo
* Rodamientos radiales, a bolilla, a rodillos y agujas: elementos constitutivos
* Cálculo de rodamientos
* Rodamientos axiales, de simple y doble efecto

# Unidad Nº 8: Mecanismos transmisores de rotación por contacto directo y mediante elementos flexibles

* Mecanismos de engranajesDefiniciones
* Clasificación de las ruedas dentadas
* Ruedas dentadas cilíndricas rectasDefiniciones
* Ley del engranaje
* Correas planas: materiales empleados en su fabricación
* Cálculo de la sección, en función de potencia transmitida y velocidad
* CadenasDistintos tiposFormas constructivas
* Cadena Galle, Ewart,Vaucanson

# Unidad Nº 9: Mecanismos de levas – Excéntricas y mecanismos biela manivela

* LevaDescripciónCaracterísticas constructivas
* Diagrama de posiciones de la leva y la varilla
* Levas planas o de discoPerfiles
* Levas excéntricas
* Mecanismo biela-manivela.Generalidades
* Estudio cinemático del mecanismo
* Carrera, velocidad y aceleración del pistón. Fuerzas alternas de inercia

# Unidad Nº 10: Vibraciones aplicadas en mecanismos

* Vibraciones en motores de combustión interna
* Equilibrado del eje cigüeñal
* Equilibrado de la fuerza alterna de primer ordenPar de reacción