Diseño de elementos Mecánicos Unidad II. Diseño de Ejes

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1 Diseño de elementos Mecánicos Unidad II. Diseño de Ejes ARIAS HERNANDEZ JOSE TORIBIO. 19E50104

2 2.1 Metodología para diseño de ejes  El eje o árbol es un componente de dispositivos mecánicos que transmite movimiento rotatorio y potencia. Es parte de cualquier sistema mecánico donde la potencia se transmite desde un primotor, que puede ser un motor eléctrico o de combustión. En el proceso de transmisión de potencia a una velocidad de rotación dada, el eje queda sujeto a un momento torsional (o torque) en forma inherente. En consecuencia, se produce un esfuerzo cortante torsional en el eje

3 1. Deformación y rigidez  a) Deformación por flexión  b) Deformación por torsión  c) Inclinación en cojinetes y elementos soportados por eje.  d) Deformación por cortante debido a cargas transversales en ejes cortos. 2.Esfuerzo y resistencia  a) Resistencia estática  b) Resistencia a la fatiga  c) Confiabilidad.

4 Esfuerzo y resistencia  Son funciones de la geometría local, como los concentradores de esfuerzos y de la distribución de las fuerzas, además de las fallas por fatiga. Debe ser suficientemente resistente como para soportar las tensiones mecánicas. Rigidez Deflexiones y rigidez: Son funciones de la geometría del árbol y de las deformaciones sufridas debido al estado de esfuerzos.

5 Configuración general para el diseño de eje.  1.-Definición de las especificaciones de velocidad de giro y potencia de transmisión necesaria.  2.-Elección de los elementos que irán montados sobre el eje de transmisión de potencia deseada de los distintos elementos a los que se deban realizar tal transmisión. Elección del sistema de fijación de cada uno de estos elementos al eje.  3.-Propuesta de la forma general para la geometría del eje para el montaje de los elementos elegidos.  4.-Determinación de los esfuerzos sobre los distintos elementos que van montados sobre el eje.  5.-Cálculo de las reacciones sobre los soportes.

6  6.-Selección del material del eje y de su acabado.  7.-Selección del coeficiente de seguridad acabado, en función de la manera en la que se aplica la carga, suele estar entre 1,5 y 2.  8.-Localización y análisis de los puntos críticos en función de la geometría  9.-Comprobación de las deformaciones.  10.-Comprobación dinámica de la velocidad critica

7 2.2 Diseño bajo cargas estáticas  Una carga estática es una acción estacionaria de una fuerza o un momento que actúan sobre cierto objeto. Para que una fuerza o momento sean estacionarios o estáticos deben poseer magnitud, dirección y punto (o puntos) de aplicación que no varíen con el tiempo. Los esfuerzos en la superficie de un eje macizo de sección circular, sometido a cargas combinadas de flexión y torsión son, el código asme define un esfuerzo cortante permisible como el menor de los valores.

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9  Si se sustituye Tp en vez de Tmax en la ecuación (de mohr) resulta

10 2.3 DISEÑO BAJO CARGA CÍCLICA  Las concentraciones de esfuerzos debidas a discontinuidades geométricas son determinantes en el desempeño de la soldadura, basta que en un solo punto de la geometría de la unión se alcancen niveles de esfuerzo superiores al límite de fluencia para iniciar una grieta, no importa si el esfuerzo nominal es mucho menor que el esfuerzo de fluencia. Los principales concentradores de esfuerzo en la soldadura están relacionados las grietas y en menor grado la porosidad, la falta de fusión, y el socavamiento entre otros.

11  Existen tres formas de falla relacionadas directamente con la inestabilidad dimensional:  1. Variación dimensional temporal relacionada con deformaciones elásticas.( Falta de rigidez)  2. Variación dimensional permanente relacionada con cuatro fenómenos principales:- Fractura (Ruptura frágil)- Plástica (Deformación excesiva que inutiliza la pieza)- Con pérdida de peso (Asociada a la corrosión o el desgaste abrasivo)  3. Variaciones

12 https://www.studocu.com/es-mx/document/instituto-tecnologico-de-los-mochis/diseno-de- elementos/unidad-2-diseno-de-ejes-apuntes-capitulo-2/23532924 https://www.studocu.com/es-mx/document/instituto-tecnologico-de-los-mochis/diseno-de- elementos/unidad-2-diseno-de-ejes-apuntes-capitulo-2/23532924 https://1library.co/document/qvxwwlgy-unidad-diseno-de-ejes.html