Introduccion al diseño mecanico

DISEÑO MECÁNICO
“PROCESO DE DISEÑO”
(TRABAJO EN EQUIPO)
Higinio Rubio Alonso

DISEÑO MECÁNICO
§  Diseño es la formulación de un plan para satisfacer una necesidad. El diseño está
presente en todos los campos y casi todos los procesos está involucrado el diseño,
de una manera u otra. Se habla del diseño de ropa, de un viaje, de un edificio… y,
por supuesto, el diseño de máquinas.
§  El Diseño en Ingeniería Mecánica es un tipo de diseño que involucra la formulación
de un proceso para la satisfacción de una necesidad, basada en el extenso campo
de la ingeniería mecánica.
§  El Diseño Mecánico se relaciona con el diseño de sistemas de naturaleza mecánica
e involucra principalmente el tema de las ciencias en ingeniería mecánica.
§  El Diseño de Máquinas es el diseño de elementos mecánicos para ser usados en
sistemas mecánicos. También se puede definir como el arte de planificar e idear
nuevas máquinas o realizar modificaciones, para lograr propósitos específicos.
§  El Diseño de Máquinas requiere conocimientos de los fundamentos de la ingeniería
más que simple memorización de axiomas y ecuaciones.
§  No hay axiomas o ecuaciones que por si solas puedan proporcionar las decisiones
correctas que se requieren para un buena idea de diseño.
2

FACTOR DE SEGURIDAD
§  Las incertidumbres asociadas con un diseño basado en un
modelo, causadas por variación en las propiedades del
material, tratamientos térmicos, tipos de carga, procesos de
fabricación, fiabilidad específica, seguridad humana, etc.
requieren usar un fator de seguridad, n.
§  En algunos casos, la selección del factor de seguridad está
estipulado por un código o norma o por requerimientos
preestablecidos.
§  También los métodos estadísticos pueden ser empleados
para establaecer un factor de seguridad, donde se estima en
función de la variación de las dimensiones y de la fuerza (o la
energía o la potencia o…) de un componente mecánico.
3

Factores de seguridad más utilizados en el diseño de sistemas mecánicos:
1. n = 1.25-1.5 para materiales profundamente conocidos, usados bajo condiciones
controlables y sujetos a cargas y tensiones que pueden ser determinadas con certeza.
Usado casi siempre cuando el bajo peso es una consideración muy importante.
2. n = 1.5-2 para materiales bien conocidos, bajo condiciones ambientales razonablemente
constantes, sujetos a cargas y tensiones que pueden determinarse fácilmente.
3. n = 2-2.5 para materiales medios, operando en ambientes corrientes y sujetos a cargas y
tensiones que se pueden determinar.
4. n = 2.5-3 para materiales menos ensayados o frágiles, bajo condiciones normales de
ambiente, carga y tensión.
5. n = 3-4 para materiales sin ensayar, bajo condiciones normales de ambiente, carga y
tensión.
6. n = 3-4 debería usarse con materiales bien conocidos, utilizados en condiciones
ambientales o de carga desconocidas.
7. Cargas alternantes: son aceptables los factores establecidos en los puntos 1 a 6, pero
deben aplicarse al límite de fatiga en vez de al límite elástico del material.
8. Impactos: los factores de los puntos 3 a 6 son válidos, pero se debería añadir un factor
de impacto.
9. Materiales frágiles: cuando la tensión de rotura se usa como máximo teórico, los factores
1 a 6 deben doblarse.
10. Si pareciese deseable el uso de factores más altos, debería llevarse a cabo un análisis
en profundidad del problema antes de decidir.
4

Componentes de
una reductora de
engranajes
6

Componentes de una reductora
de tornillo sinfín
7

Componentes de una
reductora de tornillo sinfín
8

Componentes de un árbol de transmisión
de una reductora de engranajes
9

SISTEMAS
QUE
COMPONEN
UNA
MÁQUINA
10

NECESIDAD DE UN PRODUCTO
INVESTIGACIÓN SOBRE LAS
PROPIEDADES DEL PRODUCTO
ESPECIFICACIÓN DE LAS
CARACTERÍSTICAS
PREDISEÑO, ANTEPROYECTO O
DISEÑO PRELIMINAR
DISEÑO DETALLADO
ESTABLECIMIENTO DEL PROCESO
DE FABRICACIÓN
FABRICACIÓN DEL PROTOTIPO
PRUEBAS
DOCUMENTACIÓN GENERAL
FABRICACIÓN EN SERIE
ETAPAS DEL
PROCESO DE
DISEÑO DE UN
PRODUCTO
12

MISMAS CONDICIONES,
VARIAS SOLUCIONES
13

ACRÓNIMOS: abreviaturas que indican códigos nacionales o internacionales y
standards industriales que establecen los criterios de diseño:
§  AFBMA è Anti-Friction Bearing Manufacturers Association
§  AGMA è American Gear Manufacturers Association
§  AISI è American Iron and Steel Institute
§  ANSI è American National Standards Institute
§  ASME è American Society of Mechanical Engineers
§  ASTM è American Society for Testing and Materials
§  CAD-CAM- CAE è Computer Aided Design, Computer Aided Manufacturing y
Computer Aided Engineering
§  DFA è Design For Assembly
§  DFM è Design For Manufacturability
§  DIN è Deustcher Industrie Normen (Normas de la Industria Alemana)
§  IFToMM è International Federation for the Promotion of Mechanism and Machine
Science
§  IPD è Integrated Product Design (Design and Manufacturing)
§  IPPD è Integrated Product and Process Design
§  ISO èInternational Standard Organization
§  SAE è Society of Automotive Engineers
§  SI è Systeme International (Metric Units)
§  UNE è Una Norma Española, son un conjunto de normas tecnológicas creadas por los
Comités Técnicos de Normalización (CTN) españoles.
15

Evaluación de la asignatura
q  Alumnos de nueva matriculación (no han realizado el
Trabajo Cuatrimestral en el último curso).
Ø Examen è 5 puntos. Hay que obtener más del 40 % de
la Nota Máxima del examen para aprobar.
Ø Trabajo Práctico è 5 puntos. Hay que obtener más del
40 % de la Nota Máxima del trabajo para aprobar.
Ø Prácticas è Hasta un punto. Adicional a la Nota
Global, siempre que esta sea superior a 5.
q  Alumnos repetidores con trabajo cuatrimestral realizado el
curso pasado se les conserva la nota.
q  Los alumnos que realizasen el trabajo cuatrimestral hace dos
cursos o anterior deberán volver a realizar el trabajo.
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Trabajo de Diseño Mecánico
q  Propuesta de diseño de:
ü Un sistema mecánico o anteproyecto de máquina.
q  Grupos o equipos de 4 a 6 componentes, con un responsable
o coordinador.
q  Cada alumno, además de sus aportaciones al conjunto del
anteproyecto debe desempeñar una función específica,
perfectamente acotada.
q  La solución propuesta del anteproyecto de máquina se
registrará en un informe o memoria escrita.
q  La solución será expuesta en una presentación y defendida
ante la clase (el resto de equipos).
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Trabajo de Diseño Mecánico
q  Para temas del trabajo, el único interlocutor entre cada equipo y los
profesores será el responsable de equipo.
q  Cada responsable de equipo entregará a un profesor la lista con los
integrantes del equipo.
q  El profesor le asignará una tarea (diseño de máquina) que el equipo debe
desarrollar.
q  Los equipos deben de estar formados antes de la fecha reseñada por el
profesor. En la clase del día señalado se asignarán los trabajos.
q  El orden de exposición de los trabajos se establecerá por sorteo, un mes
antes de comenzar las presentaciones.
q  El plazo para la entrega del informe escrito con la solución propuesta de
anteproyecto de máquina concluye una semana antes de la presentación.
q  Las presentaciones se realizarán en el aula de teoría, en la fecha
establecida según el orden de exposición.
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Evaluación del Trabajo
q  Se efectuará una valoración del documento (o memoria) y de la presentación
(o exposición) ante alumnos y profesores.
Ø  Del documento se valorará, por parte de los profesores, el trabajo global del equipo y la
parte individual encomendada a cada alumno.
Ø  De la presentación se puntuará, por parte de alumnos y profesores, la exposición del trabajo
global del equipo y la exposición individual del apartado encomendado a cada alumno.
q  Los criterios de puntuación de los Trabajos serán los siguientes:
Ø  VALORACIÓN GLOBAL è hasta 5 puntos de la Calificación Final
Ø  PRESENTACIÓN DE LOS TRABAJOS è hasta 2 puntos.
Ø  Valoración de los profesores è hasta 1 punto
Ø  Valoración de los alumnos* è hasta 1 punto
Ø  DOCUMENTO DEL TRABAJO è hasta 3 puntos.
Ø  Originalidad, fundamentos técnicos y documentación de las soluciones aportadas
y resultados obtenidos è hasta 1.5 puntos
Ø  Valoración individual del alumno** è hasta 1 punto
Ø  Calidad y claridad del continente è hasta 0.5 punto
* Para la valoración por parte de los alumnos se considerarán los resultados de la evaluación obtenida de los otros equipos, así como
la participación en los debates y los criterios tomados al evaluar al resto de equipos.
** Para la valoración individual del alumno se considerará su parte específica en el trabajo y su participación personal en el foro,
correos electrónicos con los profesores o en los debates de las presentaciones.
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20

Valoración de la presentación del Trabajo de Diseño Mecánico
Fecha: _________________
EQUIPO EVALUADOR : _____
EQUIPO Nº : _____ Puntuación
Claridad y calidad de la presentación del trabajo 1 2 3 4 5
Coordinación entre las diferentes partes del trabajo 1 2 3 4 5
Originalidad y documentación de las soluciones aportadas 1 2 3 4 5
Fundamentos técnicos y resultados obtenidos 1 2 3 4 5
Valoración global 1 2 3 4 5
¿Qué partes del trabajo expuesto resaltaríais como las más sobresalientes?
1.-
2.-
Observaciones (opcional):
Fichas de Evaluación del Trabajo
Valoración de la presentación del Trabajo de Diseño Mecánico
Fecha: ____________________
PROFESOR : ____________________________________
EQUIPO Nº : Puntuación
Claridad y calidad de la presentación del trabajo 1 2 3 4 5
Coordinación entre los diferentes partes del trabajo 1 2 3 4 5
Originalidad y documentación de las soluciones aportadas 1 2 3 4 5
Fundamentos técnicos y resultados obtenidos 1 2 3 4 5
Valoración global 1 2 3 4 5
¿Qué partes del trabajo expuesto resaltaríais como las más sobresalientes?
1.-
2.-
Observaciones (opcional):
MIEMBROS DEL EQUIPO TEMA Puntuación
1 2 3 4 5
1 2 3 4 5
1 2 3 4 5
1 2 3 4 5
1 2 3 4 5
1 2 3 4 5

Anteproyecto de Máquina
Aspectos a incluir en el anteproyecto de Máquina
q  TIPOS DE REDUCTORES Y USOS DEL PROPUESTO
q  CORREAS
q  ENGRANAJES
q  EJES O ÁRBOLES
q  RODAMIENTOS
q  SISTEMA DE FIJACIÓN (Chavetas, uniones, tornillería, …)
q  RETENES (y juntas de estanqueidad)
q  CARCASA
q  LUBRICACIÓN
q  MANTENIMIENTO
q  TOLERANCIAS
q  REPRODUCCIÓN 3D Y ANIMACIÓN DE LA MÁQUINA
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24 PROPUESTAS DE
PREDISEÑOS DE MÁQUINAS

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