Standard Syllabus (EDIA)

// Que este sea el silabario oficial a partir de Agosto 2013 en SAAC y puedan bajarlo en .pdf
1. Basic Course Information
COURSE NAME / CODE /
SCHEDULE

Analysis and Simulation of Mechanisms/M2007/Monday-Thursday 1:00 p.m. to 2:30 p.m.

DEPARTMENT

Mechatronics Engineering

PROFESSOR

Hector Alonso Moreno Avalos

EMAIL
CLASSROOM

Q-A4 -003

TUTORIAL TIME and PLACE

Friday 9:00 a.m.- 1:00 p.m.

2. Detailed Course Information

COURSE GENERAL
OBJECTIVES

Recognize mechanisms commonly used in machines ( cams, gerars, universal joint, etc.). Analyze and
simulate systems involving gears, cams and rods. Select the most appropriate mechanism components for a
specific application. Design mechanisms based on specific needs.

SAEP Outcomes
SINTHETIC PROGRAM (Topics)
* see appendix for program
weekly scheduling

COURSE METHODOLOGY

The teaching technique is collaborative learning. The learning activities are: Teaching exposition, student
presentation, extraclass assignments, class problems work, research work.

GRADING

Partial Grades: 60%, Final exam: 30%, Assigments:10%.

IMPORTANT DATES

Partials: First day of partials week.

3. Bibliography
TEXTBOOK

Robert L. Norton, Design of Machinary, Ed. McGraw-Hill.

Arthur G. Erdman, George Sandor and Kota, Mechanisms Design, Fourth Edition, Prentice Hall.

REFERENCES

Uicker J., Pennock G. , Shigley J., Theory of Machines and Mechanisms , 4th. Edition, Oxford
University Press.

DIGITAL LIBRARY DATABASES (ITESM)

WEB SOURCES & eBooks

4. General Policies
GENERAL POLICIES
COURSE POLICIES

http://micampus.ccm.itesm.mx/reglamentos;jsessionid=5487C4A3830CC132EE4D91172FCB2B63

The student's attention is called as soon as they see the lack of discipline in accordance with Article 37 of the
General Regulations for Students
If the student does not stop the bad behavior or repeat a second time, he or she will be asked to leave the
classroom and have a class fail
In case of fail a, b, j, k, of article 37 from the general regulations for students, since the first call of attention, it will
be asked to the student to leave the classroom and will have a fail.

5. Technological Resources
SOFTWARE, APPS, etc.

Matlab, Working Model.

6. Professors Short Bio (5 renglones de la semblanza del profesor)

PROFESSOR

Hctor Alonso Moreno Avalos

CAREER

PHD in Automation and Robotics from Technical University of Madrid - CSIC Spain.
Master of Science in Automation and Robotics from Technical University of Madrid - CSIC Spain.
Master of Science in Electric Engineer from Tecnologico de la Laguna, Torren Coahuila.
Mechanical Engineer from Instituto Tecnologico de la Laguna, Torreon, Coahuila.

PROFESSIONAL EXPERIENCE

Professional with 10 years of experience in research projects in the areas of robotics and automation.
Experience in various issues involving the design of electromechanical systems, such as conceptual design,
dimensional synthesis, detailed design in CAD software (Solidworks, Autocad and Inventor) and the use of CAE
tools (ADAMS, Matlab/Simulink).
He has worked in research laboratories of Spain, France and Mexico.

OTHER INFORMATION( participation on

projects, conferences, associations, etc.)

Different publications as a robotics researcher:

Moreno H., Pmanes J.A., Philippe Wenger, Damien Chablat, Optimal Trajectories Of A Parallel 2prr
Manipulator For Tasks With A Cooperative Translational Platform. 3rd Internacional Conference on Informatics
in Control, Automation and Robotics, ICINCO 2006. Setubal-Portugal.
Hector Moreno, et al., Multibody Dynamics Model of a Human Hand for Haptic Interaction. EUROHAPTICS
2008, Madrid, Spain.
Hector Moreno, Roque Saltaren, Manuel Ferre, Rafael Aracil, Haptic Interaction with a virtual Hand in
Collaborative Task. International Symposioum of Robotics 2009. Barcelona, Spain.
Moreno H., Roque Saltaren, Pmanes J.A. and Rafael Aracil. Motion Strategy for the Trepa Climbing Robot on
a Metallic Orthogonal Structure. Emerging Trends in Mobile Robotics. Proceedings of the 13th International
Conference on Climbing and Walking Robots and the Support Technologies for Mobile Machines. Editors: H.
Fujimoto, Mohammad O. Tokhi, H. Mochiyama and G.S. Virk. pp, 1161-1168 Ed. World Scientific ISBN-13 978981-4327-97-8. Nagoya, Japan.
Yime E., Moreno H., Saltaren R. A Novel 6 dof Parallel Robot With Decoupled Translation and Rotation.
IFToMM 13th World Congress in Mechanism, Mexico.
Isela Carrera, Hector A. Moreno, Roque Saltaren, Carlos Perez, Lisandro Puglisi, Cecilia Garcia,
ROAD - Domestic Assistant and Rehabilitation Robot. Journal of Medical & Biological
Engineering Computing. 2011. Accepted for publication.

International Congress:
Carrera, I.; Campos, A.; Moreno, H.A., "Concept Design and Analysis of a Novel Robot for
Rehabilitation and Assistance," Robotics Symposium and Latin American Robotics Symposium
(SBR-LARS), 2012 Brazilian , vol., no., pp.131,136, 16-19 Oct

7. Additional Information (ESTA INFORMACIN PUEDE ESTAR EN ESPAOL )

8. Appendix ( program weekly scheduling, ESTA INFORMACIN PUEDE ESTAR EN ESPAOL )
EJEMPLO DE CALENDARIZACIN POR SEMANA
Semana

Temas y subtemas

Ejercicios que pueden usarse para la clase o como tareas del libro de texto

1. INTRODUCCIN A LA CINEMTICA DE MECANISMOS.

1.1 Conceptos introductorios previos al estudio de mecanismos.
1.2 Diferencia conceptual entre mecanismo y mquina.
1.3 Tipos de movimiento de los elementos o barras para mecanismos de cuatro barras y
biela manivela.

Problemas Cap 2. Norton. Pag. 59

1.4 Caractersticas geomtricas y cinemticas de las uniones entre elementos y

representacin simblica en las cadenas cinemticas as como en los mecanismos.
1.5 Grados de libertad de un mecanismo o una cadena cinemtica mediante la
aplicacin de las ecuaciones de Gruebler y los criterios de Grashoff para mecanismos de
cuatro barras.
1.6. Movimiento de mecanismos para la obtencin de mecanismos equivalentes.

Problemas Cap 2. Norton. Pag. 59

2. ANLISIS CINEMTICO DE MECANISMOS.

2.1 Haciendo uso del anlisis vectorial y/o de lgebra compleja efectuar los anlisis de
posicin, velocidad y aceleracin en diversos mecanismos.

Problemas Cap 4. Norton. Pag. 149

2.1 Haciendo uso del anlisis vectorial y/o de lgebra compleja efectuar los anlisis de
velocidad y aceleracin en diversos mecanismos.

Problemas Cap 6. Norton. Pag. 219

Problemas Cap 7. Norton. Pag. 255

2.2 Aplicando el concepto de movimiento relativo con respecto a sistemas de ejes

rotatorios (concepto de Coriolis), efectuar el anlisis cinemtico de mecanismos con
uniones deslizantes mviles.
2.3 Algoritmos matemticos programables en computadora para el anlisis y simulacin
de mecanismos.

Problemas Cap 6. Norton. Pag. 219

3. SNTESIS DE MECANISMOS PLANOS.

3.1 Fundamentos de sntesis y diseo de mecanismos

3.2 Sntesis del mecanismo de cuatro barras para dos posiciones en el plano de
movimiento as como su simulacin en computadora.

Problemas Cap. 5. Norton. Pag 186

.
3.3 Sntesis del mecanismo de cuatro barras para tres posiciones en el plano de
movimiento as como su simulacin en computadora.

Problemas Cap. 5. Norton. Pag 186

4. ANLISIS CINTICO DE MECANISMOS.

4.1 Mtodo matricial (Segunda Ley de Newton), Mtodo de Energas y el principio de
superposicin con equilibrio esttico y dinmico para modelar matemticamente las
fuerzas y pares en mecanismos y mquinas.

Problemas Cap. 11. Norton. Pag 425

10

4.2 Algoritmos computacionales para determinar los perfiles de pares y/o fuerzas
motrices en mecanismos y mquinas con impedancias de posicin, velocidad y
aceleracin.

11

5. CINEMTICA DE ENGRANES RECTOS.

5.1 Anlisis de los fundamentos, nomenclatura y estndares en engranes de dientes
rectos.
5.2. Anlisis y caracterizacin del acoplamiento geomtrico entre perfiles de dientes para
engranes rectos que cumplan el teorema fundamental del engranamiento.
5.3.Analisis de la relacin de movimiento para engranes cnicos, sinfn corona,
helicoidales, sistemas pin cremallera y pin corona as como engranes de dientes
internos.
5.4 Derivar la expresin analtica relacionada con el fenmeno de interferencia
geomtrica y con el fenmeno de juego o "backlash" en engranes de dientes rectos.

Problemas Cap. 9. Norton. Pag. 360

12

5.5 A partir de los esqueletos vectoriales que caracterizan geomtricamente el fenmeno

de accin entre engranes evaluar los conceptos de ngulos de acercamiento, receso,
accin, as como longitudes de accin, acercamiento y receso en sistemas pinengrane, pin-cremallera, y pin-engrane de dientes internos.

Problemas Cap. 9. Norton. Pag. 360

13

5.6 Determinacin de la relacin de velocidades de entrada salida en transmisiones a

base de diferentes tipos de engranes.
5.7 Desarrollar algoritmos matemticos programables en computadora para el anlisis y
simulacin del perfil del diente en un engrane de dientes rectos.

Problemas Cap. 9. Norton. Pag. 360

14

6. SNTESIS DE LEVAS PLANAS.

6.1. Sntesis de levas planas utilizando grficas de desplazamiento con caractersticas
dinmicas y sntesis vectorial del perfil de levas con criterios de diseo ptimo a partir de
anlisis de curvaturas y ngulos de presin.
6.2 Caracterizar los diferentes tipos de levas y sus aplicaciones en mecanismos y
mquinas.

Problemas Cap. 8. Norton. Pag. 315

15

6.3 Usando condiciones dinmicas de acoplamiento geomtrico en diferentes tipos de

funciones continuas, obtener la expresin analtica del perfil de movimiento del seguidor

Problemas Cap. 8. Norton. Pag. 315

en sistemas leva-seguidor.

16

6.4 Aplicando los conceptos de condiciones cinemticas en el punto de contacto y

haciendo uso de los anlisis de curvatura, mediante las ecuaciones de Frenet - Serret o
de la teora de envolventes de una curva para determinar los parmetros geomtricos
que definen las ecuaciones paramtricas cartesianas y polares del perfil de la leva
asociadas a la grfica de desplazamiento del seguidor bajo criterios de diseo ptimo
para desarrollar programas computacionales que permitan trazar el perfil de la leva y /o
manufacturarlo en forma automatizada. Todo esto para los casos de seguidores de
traslacin de cara plana y de rodillo.

Problemas Cap. 8. Norton. Pag. 315