Elementos de Máquinas - Plan 2020

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PLAN ANUAL DE ACTIVIDADES ACADÉMICAS 
DEL DIRECTOR DE CÁTEDRA – AÑO 2020 
(PLANIFICACIÓN) 
 
Asignatura: Elementos de Máquina 
Fecha Aprobación Consejo Departamental: 
Departamento: Ingeniería Mecánica 
Nivel: 4 
Especialidad: Mecánica 
Equipo Docente: 
 
Director de Área Ing. Pedro BRUNETTO 
Director de Cátedra 
Profesor Titular: 
Profesor Asociado 
Profesor Adjunto: Ing. Marcelo Barone 
Jefe de Trabajos Prácticos Ing. Jorge Contini 
Auxiliar Docente 
Auxiliar Alumno 
 
Nota: Las horas detalladas corresponden a “Horas Cátedras”. 
 
 
Régimen de Cursado: Número de Horas Semanales 
 Anual : 160 Hs total 5 (Hs) 
 Cuatrimestral: ---------------- 
 
 
 FUNDAMENTACIÓN DE LA MATERIA DENTRO DEL PLAN DE ESTUDIOS/ 
OBJETIVOS GENERALES 
- Calcular y/ o dimensionar componentes de máquinas. 
- Seleccionar componentes de acuerdo con catálogos de fabricantes. 
- Conocer el correcto funcionamiento de los distintos elementos. 
- Verificar el comportamiento de los elementos de acuerdo con parámetros de 
aceptación. 
- Conocer el montaje y desmontaje de los distintos componentes. 
 
 PROGRAMA SINTÉTICO (Contenidos Mínimos) 
Los contenidos mínimos de esta asignatura, según la Ordenanza N°1027/04 son los siguientes: 
 Cálculo de órganos de Máquinas 
- Tensiones y deformaciones en órganos de máquinas. 
 1 
 
 
- Dimensionado de piezas por fatiga. 
- Dimensionado de piezas por impacto. 
- Dimensionado de uniones atornilladas. 
- Dimensionado de uniones soldadas. 
- Dimensionado de Resortes. 
 
 Cálculo de Elementos de transmisión. 
- Árboles y ejes. 
- Cojinetes y rodamientos. Teoría de lubricación. 
- Transmisiones por correas y por cadenas. 
- Transmisiones por engranajes. 
- Trenes de engranajes: reductores, planetarios, y diferenciales. 
- Acoplamientos. 
- Embragues y Frenos. 
- Dimensionado de levas. 
- Dimensionado de volantes. 
 
 Mecanismos Articulados 
- Definición de partes constitutivas de los sistemas articulados. 
- Mecanismos de barras articuladas desmodrómicas. 
- Sistemas articulados planos 
- Sistema articulado de cuatro barras. 
- Análisis de velocidades. 
 
 
 
 OBJETIVOS ESPECIFÍCOS 
 
La materia Elementos de Máquina, es un curso orientado al campo de la mecánica en 
general y la utilización en industrias multidisciplinarias, principalmente para el proyecto 
y fabricación de componentes y dispositivos mecánicos. Dicho curso aplica los principios 
físicos de la mecánica, ciencia de los materiales y análisis estructural para el estudio de 
los elementos utilizados en la actualidad para los fines de la construcción y 
mantenimiento de sistemas mecánicos en general. El objetivo de esta materia es el 
estudio de los mecanismos y elementos que integran los dispositivos y la maquinaria 
moderna actual de equipos utilizados en diversas industrias. Formar al alumno en los 
criterios de selección y aplicación de diferentes mecanismos y sus componentes. Estudiar 
los sistemas de transmisión y transformación de la energía mecánica y desarrollar los 
fundamentos del diseño racional de los elementos utilizados para asegurar su correcto 
funcionamiento. Al finalizar el curso el alumno tendrá formado un criterio que le permita 
determinar el campo de aplicación de los distintos mecanismos y elementos de máquinas 
para poder encarar los desafíos propios de la actividad de un ingeniero en el área 
mecánica industrial. Se pretende que los alumnos logren desarrollar la capacidad de 
analizar y resolver sobre la selección y modo de operación de componentes en el ámbito 
mecánico industrial. Que puedan aplicar los conocimientos de la física, cinemática, 
dinámica y la resistencia de materiales al proyecto de componentes mecánicos que 
garanticen el correcto funcionamiento desde el punto de vista de la seguridad, y la 
operación en servicio. Luego de transitar esta materia, el alumno estará en condiciones de 
decidir sobre la selección y el dimensionamiento de los elementos mecánicos más 
relevantes. 
 2 
 
 
 PROGRAMA ANALÍTICO 
 
UNIDAD Nº 1 
Elementos de Máquina, solicitaciones y estados de tensiones. 
Elementos de Máquina: definición y objeto de su estudio. Círculo 
de Mohr. Tensiones y deformaciones en órganos de máquinas. 
Teorías de rotura, comparación entre las mismas. Efecto de las 
cargas aplicadas dinámicamente. Elementos de máquinas sometidos 
a cargas variables: fatiga. Tensión límite. Diagrama de Smith y 
Goodman. Factores que afectan la resistencia a la fatiga: 
Terminación superficial, tamaño, temperatura, concentración de 
tensiones, confiabilidad. Tensiones variables. Método de 
Soderberg. Diseño a vida finita e infinita. Cargas de impacto, factor 
de choque. Coeficiente de seguridad y tensión admisible. 
20 hs. 
UNIDAD Nº 2 
Arboles de Transmisión. 
Solicitaciones por flexión, flexión rotativa, torsión y estados 
combinados. Cargas dinámicas. Dimensionamiento: por norma 
ASME. Verificación en secciones críticas. Verificación de la 
deformación por flexión y por torsión. Velocidad crítica de árboles 
y ejes: Concepto, Cálculo de la velocidad crítica en casos 
particulares simples. Criterios de Raylegh - Ritz y de Dunkerley 
para la determinación de la frecuencia crítica en un rotor de n 
masas. Equilibrio de rotores rígidos: Balanceo estático y dinámico. 
Acoplamientos y chavetas. 
 
16 hs. 
UNIDAD Nº 3 
Órganos de unión. 
Tornillos de fijación. Clasificación y designación de la rosca y sus 
aplicaciones. Cálculo de tornillos sometidos a cargas estáticas 
constantes y variables. Distintos tipos de tuercas y accesorios. 
Materiales utilizados Tipos y campo de aplicación. Filetes 
normalizados. Relación entre la fuerza de apriete y la fuerza axial. 
Juntas pretensadas: análisis elástico. Constantes elásticas. 
Materiales y resistencia de los elementos roscados. Uniones 
estructurales solicitadas a flexión y corte. 
Soldaduras: Descripción de los procedimientos más comunes. 
Clasificación: Según los materiales y según la forma de la unión, 
dimensionamiento, esfuerzos de cálculo para cargas estáticas y 
variables. Soldaduras de recipientes cilíndricos, factores 
intervinientes en el diseño, Procesos de soldadura, Normas. 
12 hs. 
UNIDAD Nº 4 
Resortes: Definición. Tipos. Materiales. Resortes helicoidales de 
compresión. Tensiones y deflexión. Parámetros característicos 
(Espiras activas, longitud sólida y longitud libre, constante elástica. 
Factor de Wahl). Estabilidad. Frecuencia crítica. Cargas de fatiga. 
Resortes helicoidales de extensión. Tipos y características. 
Tensiones. Resortes helicoidales de torsión. Tipos y características. 
Tensiones y deformación. Resortes de hojas. Características. 
Tensiones. Barras de torsión - Resortes Belville. Características - 
Otros tipos de resortes. 
8 hs. 
 3 
 
 
UNIDAD Nº 5 
Cojinetes de deslizamiento / Rodamientos 
Cojinetes de deslizamiento, Lubricación ordinaria: bujes. Teoría 
hidrodinámica de la lubricación: funcionamiento hidrodinámico o 
perfecto, límite o régimen imperfecto y contacto seco. Influencia de 
la viscosidad del lubricante: Aplicación de la teoría de Petroff, 
ecuación de Reynolds. Solución de Sommerfeld para cojinetes de 
longitud infinita, concepto de lubricación estable, diagrama de 
McKee. 
Rodamientos. Teoría básica. Características. Constitución. Usos. 
Rodamientos axiales y radiales. Tipos de rodamientos y campo de 
aplicación. Tensiones de contacto: Hertz. Naturaleza estadística de 
la duración de un rodamiento. Capacidad de carga estática y 
capacidad básica de carga dinámica. Carga radial equivalente. 
Duración, Selección. Materiales. Fabricación. Lubricación. 
Montaje. Fallas comunes. Usos de manuales. Ejemplos y 
aplicaciones. 
22 hs. 
UNIDAD Nº 6 
Transmisiones mecánicas con elementos flexibles. 
Transmisión por correas: Generalidades. Definición. Tipos. Fallas. 
Construcción y materiales. Fórmula de Prony. Efectode la fuerza 
centrífuga y de la flexión del órgano flexible. Análisis y cálculo de 
transmisiones por correas planas y correas en V. Uso de manuales. 
Correas dentadas o sincrónicas. 
Transmisiones por cadenas de rodillos: Generalidades. Definición. 
Tipos. Fallas. Construcción y materiales. Lubricación. Análisis y 
cálculo de la transmisión. Cables metálicos, definición 
Generalidades. Tipos. Características. Materiales. Usos. Parámetros 
a tener en cuenta en el diseño. 
8 hs. 
UNIDAD Nº 7 
Mecanismo biela-manivela / Dimensionamiento de volantes. 
Mecanismo biela-manivela. Estudio cinemático y dinámico. 
Aplicaciones a motores alternativos y máquinas. 
Dimensionamiento de volantes. Factor de inercia y grado de 
irregularidad. Calculo de la masa del volante mediante el diagrama 
de trabajo. 
12 hs. 
UNIDAD Nº 8 
Levas 
Levas con seguidor rotatorio. Seguidores planos y de rodillos. Leva 
radial y axial. Perfil de una leva. Diagramas de desplazamiento, 
velocidad, aceleración y de impulso para curvas de uso más 
frecuentes, trigonométricas, polinómicas, y cicloidales. Problema 
de la interferencia. Estudio del ángulo de presión. Trazado de 
perfiles para distintos seguidores. 
12 hs. 
UNIDAD Nº 9 
Engranajes. 
Engranajes para ejes paralelos: Superficies primitivas: relación de 
transmisión. Condición general del engrane. Superficies 
conjugadas: método de Reauleaux. Línea de engrane. 
Deslizamiento transversal. Conjugadas usuales: perfiles a evolvente 
24 hs. 
 4 
 
 
de circunferencia. Dentados: circunferencia de cabeza y de raíz, 
lleno, vacío, paso y juegos radiales y circunferenciales. Módulo y 
“diametral pitch” .Flanco activo, arco de engrane y duración de 
engrane. Interferencia: engranajes corregidos. Dientes helicoidales: 
paso y módulo normal y circunferencial. Proceso de engrane y 
duración de engrane. Dimensionamiento: Método de Lewis para 
tensiones admisibles. Cargas dinámicas, Fórmulas de Lewis - Barth 
y de Buckingham, normas AGMA. Concentración de tensiones y 
fatiga a la flexión. Engranajes para ejes concurrentes: engranajes 
cónicos. Superficies primitivas y conjugadas. Diferentes tipos de 
dentados. Empujes y descomposición de fuerzas en engranajes. 
Dimensionamiento por fórmulas de Buckingham y normas AGMA. 
UNIDAD Nº 10 
Engranajes de tornillo sin fin y rueda helicoidal. 
Características geométricas: número de entradas y ángulo de 
avance. Interacciones. Reversibilidad y rendimiento. Resistencia y 
desgaste. Tornillos de bolas recirculantes y ruedas hipoidales. 
10 hs. 
UNIDAD Nº 11 
Trenes de engranajes. 
Trenes ordinarios multiplicadores y reductores. Selección del 
número de dientes. Empujes en ruedas de dientes rectos y 
helicoidales. Trenes planetarios. Formula de Willys. 
Dimensionamiento de engranajes según los criterios de cálculo de 
Lewis, Lewis-Barth, Buckingham, Norma AGMA. 
10 hs. 
UNIDAD Nº 12 
Acoplamientos, Embragues, Frenos. Conceptos generales. 6 hs. 
Total: 160 hs. 
 
 
 BIBLIOGRAFÍA 
 
 
TÍTULO AUTOR / ES EDITORIAL EDICIÓN/ AÑO BIBLIOTECA/CANTIDAD 
Diseño en 
Ingeniería 
Mecánica 
Shigley y Mischke Mc Graw Hill 1995 1 
Theory of 
Machines Shigley Mc Graw Hill 1961 1 
Diseño de 
elementos de 
máquinas 
Mott R Pearson 2006 2 
Elementos de 
máquinas Hamrock Mc Graw Hill 1 
 5 
 
 
Elementos de 
máquinas Spotts, M. F. Prentice Hall 2 
Proyecto de 
elementos de 
máquinas 
 
Spotts, M. F Reverté 3 
Diseño de 
Maquinaria Norton Mc Graw Hill 
2006 
 1 
Elementos de 
Máquinas Dobrovolski MIR 1 
Tratado teórico 
práctico de 
elementos de 
máquinas 
Nieman Labor 1 
Manual del 
constructor de 
máquinas 
Dubbel Labor 1 
Diseño de 
Elementos de 
Máquinas 
Faires Limusa 1 
Teoría de 
Máquinas y 
Mecanismos 
Shigley y UIiker Mc Graw Hill 2001 0 
Mecanismos 
Articulados O. A. Falco CEI - UBA 0 
Mecanismos O. A. Falco y E. Lauría CEI - UBA 0 
Apuntes 
Elementos de 
máquinas 
H. Biscardi UTN - FRBA 0 
Apuntes de la 
cátedra Electrónica 
 
 
 METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA 
 
Cada unidad temática será abordada por el docente en forma teórica y complementada 
con la resolución de problemas prácticos de aplicación. 
 6 
 
 
Las clases teóricas, tendrán como base, el tratamiento adoptado por la bibliografía 
especializada, recomendada por la cátedra y difundida en los medios reconocidos por el 
conjunto de los alumnos, aplicando la preparación previa del alumnado en las ciencias 
básicas. Se desarrollarán, en clase, los aspectos conceptuales más importantes y 
respondiendo las consultas planteadas por el alumnado, informando previamente del tema 
a tratar y las fuentes de información. 
 
La teoría se completará con la realización de trabajos prácticos preparados, para cubrir la 
mayor parte de los temas de la asignatura. Una especial atención se prestará al planteo y 
resolución de problemas numéricos seleccionados, ejercitación indispensable para el 
afianzamiento de los conceptos. 
Se planteará el tipo de clases interactuadas, entre el docente y los alumnos con el fin de 
afianzar el lazo pedagógico. La resolución de ejercicios prácticos será efectuada por el 
docente como por alumnos voluntarios, esta metodología pretende incentivar la 
colaboración de los alumnos para la resolución y además permitirá la detección temprana 
de las oportunidades de mejora para desarrollar los temas. 
 
 
 Modalidad de enseñanza y carga horaria 
 
 
ACTIVIDAD % CARGA HORARIA TOTAL CURRICULAR 
LUGAR DE 
DESARROLLO 
Teórica 100 Aula 
Resolución de Problemas 45 Aula 
Explicación de Actividades Prácticas 15 Aula 
Sumatoria: 160 
 
 
Carga horaria adicional estimada en actividades Extra Áulicas 
 
 
 
ACTIVIDAD CANTIDAD DE HORAS RELOJ 
LUGAR DE 
DESARROLLO 
Consulta sobre Trabajos Prácticos 20 Facultad 
Confección de Trabajos Prácticos 30 Extra Facultad 
Sumatoria: 50 
 
 
 
 CRONOGRAMA ESTIMADO DE ACTIVIDADES PRÁCTICAS 
Práctico Nº Contenido Clases 
1 Tensiones Variable 0,5 
2 Arboles de Transmisión (a) cálculo resistencial – (b) 
Verificaciones y velocidad crítica 
1 
3 Tornillos 0,5 
4 Resortes 0,5 
5 Correas / Cadenas 0,5 
6 Cojinetes, Lubricación 1 
 7 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ESQUEMA 
 
 DE INTERRELACION 
 
Eje 
temático 
Relación con 
otras 
asignaturas 
Relación con Lab. 
de Informática 
Relación con 
otros 
laboratorios 
Horas 
totales 
Elementos de 
máquinas 
Materiales metálicos 
Estabilidad I y II 
Mecánica Racional 
Mecánica de los fluidos 
Diseño Mecánico 
Proyecto Final 
Diseños 
mecánicos en 3D 
Cálculos 
avanzados 
mediante 
simulación. 
Laboratorio 
de 
estructuras 
 
Laboratorio 
de ensayos. 
20 
 
 MATERIAL DIDÁCTICO 
Guías de trabajos prácticos y artículos preparados por el docente, publicaciones de 
revistas de ciencia y gacetillas electrónicas. Presentaciones electrónicas, videos y 
catálogos / manuales comerciales. 
 
 
 METODOLOGIA DE EVALUACIÓN 
El criterio de evaluación será el siguiente: 
- Se tomarán 2 (dos) parciales para resolución teórico práctica de los temas 
abordados por la cátedra. 
- Se deberán aprobar los trabajos prácticos detallados oportunamente. 
- Se tomará 1 (un) examen de carácter integrador para resolución teórico práctica de 
los temas abordados por la cátedra. 
Para acceder a la regularización se debe cumplir lo siguiente: 
• La nota obtenida en los exámenes parciales/ integrador deberá ser igual o superior a 6 
(seis). 
• La cantidad máxima de intentos de recuperación por cada examen parcial es dos (además 
de la primera oportunidad), contando como intento u oportunidad la ausencia a una fecha 
de evaluación previamente acordada. 
• El primero de los intentos de recuperación por cada examen parcial se desarrollará 
durante el curso, en fecha a acordar. El segundo se desarrollará exclusivamente en la 
primera fecha del llamado a exámenes finales de diciembre. 
• El examen integrador se puede recuperar en una ocasión, en la primera fecha de 
diciembre. 
• Lostrabajos prácticos deberán estar aprobados en su totalidad para la última fecha del 
llamado a exámenes finales de diciembre. 
7 Rodamientos 0,5 
8 Correas 0,5 
9 Levas 0,5 
10 Engranajes – Trazado de curvas conjugadas 0,5 
11 Engranajes – Acciones derivadas del engrane 0,5 
12 Engranajes – Dimensionamiento 1 
13 Engranajes – Dentado Corregido 1 
 8 
 
 
 
 
Para acceder a la promoción: 
Para la inclusión en el régimen de promoción, deberá cumplirse la totalidad de las condiciones 
del régimen de regularización más las siguientes restricciones: 
• Será posible recuperar solo uno de los exámenes y en una única oportunidad. 
• Deberá aprobarse un examen integrador con nota igual o superior a 6 (seis), sin 
posibilidad de recuperación. 
• Los trabajos prácticos serán presentados por el docente en una determinada clase. La 
clase siguiente será destinada a consultas, y la sucesiva los alumnos deberán entregar los 
trabajos prácticos. Este esquema deberá respetarse en cada uno de los trabajos prácticos 
desarrollados. 
• La totalidad de los trabajos prácticos deberá estar aprobada antes de finalizar los llamados 
de diciembre del corriente año. 
 
 
 CRONOGRAMA ESTIMADO DE REUNIONES DE CATEDRA/AREA 
 
- Se prevé una reunión mensual 
 
 ACTIVIDADES DE FORMACIÓN INTERNA DE LOS MIEMBROS DEL AREA/ 
CÁTEDRA 
 
- Se prevé realizar cursos de postgrado relacionados con la materia. 
 
 OBSERVACIONES 
 
 
 
 
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Firma 
 
 
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