UNIVERSIDAD AUTONÓMA DEL CARMENDEPENDENCIA ACADÉMICA DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA

CAMPUS III

PROGRAMA EDUCATIVOINGENIERIA MECANICA

EXPERIENCIA EDUCATIVADISEÑO MECANICO

INTEGRANTES:JHONATAN JOSUE MARTINEZ RAMOSCARLOS RAUL ANTONIO MARTINEZ

JESUS ALFONSO PEREZ CASTROALBERTO SOUZA RAMOS

INTRODUCCION Los ejes de transmisión o simplemente ejes, son barras

sometidas a cargas de flexión, tensión, compresión o torsión, que actúan individualmente o combinadas. En este último caso es de esperar que la resistencia estática y la fatiga sean consideraciones importantes de diseño, puesto que un eje puede estar sometido en forma simultánea a la acción de esfuerzos estáticos, completamente invertidos en forma alternante, y repetidos sin cambio de sentido.

EL TÉRMINO “EJE” ABARCA OTRAS VARIEDADES, COMO LOS EJES DE SOPORTE Y LOS HUSILLOS. UN EJE DE SOPORTE ES EL QUE NO TRANSMITE CARGA DE TORSIÓN Y PUEDE SER FIJO O ROTATORIO. UN EJE DE TRANSMISIÓN ROTATORIO DE CORTA LONGITUD SE DENOMINA HUSILLO.

ANTECEDENTES DE LOS EJES DE TRANSMISIÓN EL EJE SE SUJETA, DE MANERA INHERENTE, A UN MOMENTO DE TORSIÓN O TORQUE. POR CONSIGUIENTE, EN EL EJE SE GENERA TENSIÓN POR ESFUERZO DE CORTE POR TORSIÓN. A SU VEZ, POR LO REGULAR, UN EJE SOPORTA COMPONENTES TRANSMISORES DE POTENCIA COMO ENGRANES, POLEAS ACANALADAS PARA BANDAS O RUEDAS DENTADAS DE CADENA, EJERCEN FUERZAS SOBRE EL EJE EN SENTIDO TRANSVERSAL, ES DECIR PERPENDICULAR A SU EJE.

PROCEDIMIENTO DE DISEÑO DE FLECHAS O EJES

1. Determine la velocidad de giro del eje o flecha.

2. Calcule la potencia o el torque que va a transmitir el eje.

3. Determine el diseño de los componentes transmisores de potencia u otros dispositivos que se pretenda montar en la flecha y especifique su ubicación que se necesita dar a cada dispositivo.

4. Precise la ubicación de los cojinetes en los que se apoyará el eje. Se supone que las reacciones en los cojinetes que soportan cargas radiales ejercen acción en el punto medio de los cojinetes.

5. Proponga la forma general de la geometría para el eje o flecha

6. Calcule la magnitud del torque que se observa en todos los puntos del eje. Se sugiere elaborar una gráfica de torque.

7. Calcule las fuerzas que ejercen acción sobre el eje, tanto radial como axialmente.

8. Determine las fuerzas radiales en componentes en sentidos perpendiculares, por lo regular tanto vertical como horizontalmente.

9. Calcule las reacciones en todos los cojinetes de soporte en cada plano.

10. Elabore las gráficas completas de fuerza de corte y de momento de flexión para determinar la distribución de los momentos de la flexión sobre el eje.

11. Elija el material con que se va a fabricar el eje y especifique su condición: extruido en frío con tratamiento térmico y demás.

12. Calcule una tensión de diseño adecuada, considerando la manera en que se aplica la carga suave, de choque, sucesiva e inversa o de otro tipo

13. Analice cada punto crítico del eje para determinar el diámetro mínimo aceptable del eje para verificar la seguridad bajo aplicación de carga en cada punto.

14. Especifique las dimensiones finales para cada punto en el eje. Por lo regular, se utilizan los resultados del paso 13 a manera de parámetro, después se elijen los valores convenientes.

FUERZAS QUE EJERCEN ELEMENTOS DE MAQUINARIA SOBRE FLECHAS O EJES RUEDAS DENTADAS ENGRANES HELICOIDALES RUEDAS O POLEAS DE CADENA POLEAS ACANALADAS PARA BANDAS EN FORMA V POLEAS DE BANDA PLANA COPLES FLEXIBLES CUÑEROS CHAFLANES DE HOMBROS RANURAS PARA ANILLOS DE SUJECIÓN

FACTOR DE DISEÑO, N

Bajo condiciones industriales típicas se sugiere el factor de diseño de N = 3. Si la aplicación es en extremo suave, tal vez se justifique un valor tan bajo como N = 2. Bajo condiciones de choque o impacto de emplearse N = 4 o más alto y se recomienda llevar a cabo pruebas exhaustivas.

En situaciones sensibles al esfuerzo el diseñador debe separar el esfuerzo medio y la resistencia media en el punto crítico de manera suficiente para lograr sus propósitos.

Figura 2-1 Falla por impacto de la masa de impulsión de la cuchilla de una podadora de césped. La cuchilla impacta un tubo metálico de marcación de cotas de topografía.

Figura 2-2 Falla de un perno de sujeción de una polea elevada en una máquina de levantamiento de pesas. Un error de fabricación causó una separación que provocó que el perno soportara toda la carga de momento.

Figura 2-4 Falla de un resorte de válvula causada por la reacción elástica en un motor sobre/revolucionado. La fractura presenta la falla a 45o clásica por cortante

HIPÓTESIS DE FALLA Sucesos como la deformación permanente, el agrietamiento,

y la ruptura se encuentran entre las formas en que falla un eje o un elemento de máquina. Las máquinas de ensayo aparecieron en los años 1700 y las probetas se jalaban, doblaban y torcían en procesos simples de carga. La experiencia al reunir estos datos fue el instrumento para establecer el concepto de deformación.

Figura 2-9 Círculos de Mohr para el esfuerzo triaxial

En este capítulo se estudian la geometría, las relaciones cinemáticas y las fuerzas transmitidas por los cuatro tipos principales de engranes: helicoidales, cónicos, hipoides y sinfín. Las fuerzas transmitidas entre engranes acoplados suministran momentos torsionales a los ejes para transmisión de movimiento y potencia, además de crear fuerzas y momentos que afectan al eje y a sus cojinetes.

Poseen dientes inclinados con respecto al eje de rotación, y se utilizan para las mismas aplicaciones que los engranes rectos y, cuando se utilizan en esta forma, no son tan ruidosos, debido al engranado más gradual de los dientes durante el acoplamiento.

Presentan dientes formados en superficies cónicas, se emplean sobre todo para transmitir movimiento entre ejes que se intersecan.

Son muy similares a los engranes cónicos en espiral, excepto por el hecho de que los ejes están desplazados y no se intersecan.

El gusano se parece a un tornillo. El sentido de rotación del gusano, también llamado corona de tornillo sinfín, depende del sentido de rotación del tornillo sinfín y de que los dientes de gusano se hayan cortado a la derecha o a la izquierda

Los dientes de los engranes se pueden cortar con una fresadora de forma, para adaptarse al espacio del diente.

La fresa madre no es más que una herramienta de corte conformada como un tornillo sinfín. Los dientes tienen lados rectos, como en una cremallera, pero el eje de la fresa se debe hacer girar una cantidad igual al ángulo de avance, a fin de cortar dientes de engranes rectos.

Los dientes se pueden generar mediante un cortador de piñón o de cremallera. El cortador de piñón se mueve de manera alterna a lo largo del eje vertical y avanza con lentitud, penetrando en el cuerpo del engrane a la profundidad que se requiere.

Igual que el cepillado, se emplea en engranes que se han cortado pero no se han tratado térmicamente. En el bruñido, los engranes endurecidos con dientes con un ligero sobre tamaño funcionan en acoplamiento con su engrane correspondiente, hasta que las superficies se alisan.

Se emplean para tratar dientes endurecidos de engranes, después de ser sometidos a un tratamiento térmico. En la operación de rectificado se utiliza el principio de generación y se producen dientes muy exactos. En el pulido, los dientes del engrane y la rueda de pulir se deslizan axialmente de manera que en toda la superficie del diente se logra una abrasión uniforme del diente.

Cuando los engranes se usan para transmitir movimiento entre ejes que se intersectan, se requiere algún tipo de engrane cónico. Aunque por lo general estos engranes se hacen para un ángulo del eje de 90°, se producen casi para cualquier ángulo. Los dientes se funden, fresan o generan. Sólo los dientes generados se consideran exactos.

El ángulo de la hélice es el mismo en cada engrane, pero uno debe ser hélice derecha y el otro hélice izquierda. Si se corta una pieza de papel con la forma de un paralelogramo y se arrolla alrededor de un cilindro, el borde angular del papel se convierte en una hélice. Si este papel se desenrolla, cada punto del borde angular genera una curva involuta. La superficie que se obtiene cuando cada punto del borde genera una involuta se denomina helicoide involuta.

El sinfín y la corona de un juego tienen el mismo sentido de la hélice como en los engranes helicoidales cruzados, pero los ángulos de las hélices suelen ser muy diferentes. El ángulo de la hélice en el tornillo sinfín, por lo general, es muy grande y el de la rueda helicoidal muy pequeño. Debido a esto, es habitual especificar el ángulo de avance λ en el sinfín y el ángulo de la hélice ψG en la rueda; los dos ángulos resultan iguales para un ángulo entre ejes de 90°.

Un sistema de dientes es una norma que especifica las relaciones que implican la cabeza, la raíz, la profundidad de trabajo, el espesor del diente y el ángulo de presión. Al principio, las normas se planearon para posibilitar el intercambio de engranes con cualquier número de dientes, pero con el mismo ángulo de presión y paso.

Transmitir un movimiento giratorio entre dos ejes, consiguiendo disminuciones o aumentos significativos de la velocidad; también permite mantener o invertir el sentido de giro.

Rueda dentada doble:Consiste en dos engranajes de

igual paso, pero diferente número de dientes, unidos entre sí.

Ruedas dentadas dobles: El sistema completo se construye con Varias

ruedas dentadas dobles unidas en cadena, de tal forma que en cada rueda doble una hace de conducida de la anterior y otra de conductora

de la siguiente.