resumen de diseño de elementos de maquina


RESUMEN DE DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINA.
FLECHA
Es un elemento rotatorio, por lo general de sección transversal circular, que se emplea para transmitir potencia o movimiento. Ella constituye el eje de rotación u oscilación de elementos como engranes, poleas, volantes de inercia, manivelas, catarinas y miembros similares y, además, controla la geometría de su movimiento. Un eje es unelemento no giratorio que no transmite par de torsión que se utiliza para soportar ruedas rotatorias, poleas y elementos parecidos. El eje de un automóvil no es un eje verdadero.

EJE NO GIRATORIO
Puede diseñarse con facilidad y analizarse como una viga estática, pero no justifica la atención especial que se le da en este capítulo a los ejes giratorios que están sometidos a carga por fatiga.

Eldiseño de una flecha completa tiene mucha interdependencia con el de los componentes. El diseño de la propia máquina dictará que ciertos engranes, poleas, cojinetes y otros elementos se tendrán que analizar, al menos parcialmente, y determinar en forma tentativa su tamaño y espaciamiento.

Cuando se deciden los diversos aspectos de un enfoque de diseño, es necesario tomar en cuenta que unanálisis de esfuerzos en un punto específico de un eje se hace sólo mediante la geometría del eje en la proximidad de ese punto.

En diseño, por lo general, se localizan las áreas críticas, se dimensionan para cumplir los requisitos de resistencia y después se dimensiona el resto del eje para satisfacer las necesidades de los elementos soportados por éste.

DEFLEXIÓN
Es una función de lageometría de todas partes, mientras que el esfuerzo en una sección de interés es una función de la geometría local. Por esta razón, el diseño de ejes permite primero una consideración de esfuerzo y resistencia.

MATERIALES PARA FABRICAR EJES
La deflexión no se ve afectada por la resistencia sino por la rigidez, representada por el módulo de elasticidad, que es esencialmente constante en todos losaceros. Por esa razón, la rigidez no puede controlarse mediante decisiones sobre el material, sino sólo por decisiones geométricas.
La falla por fatiga se reduce moderadamente mediante el incremento de la resistencia, y después sólo a cierto nivel antes de que los efectos adversos en el límite de resistencia a la fatiga y la sensibilidad a la muesca comience a contrarrestar los beneficios de unaresistencia mayor.

Si las consideraciones de resistencia resultan dominar sobre las de deflexión, entonces debe probarse un material con mayor resistencia, lo que permite que los tamaños del eje se reduzcan hasta que el exceso de deflexión adquiera importancia.

CONFIGURACIÓN DEL EJE
Un eje para acomodar los elementos que lo conforman, por ejemplo, engranes, cojinetes y poleas, debeespecificarse en los primeros pasos del proceso de diseño para poder realizar un análisis de fuerzas de cuerpo libre y para obtener diagramas de momento cortante.

Reductor vertical de velocidad de tornillo sinfín. (Cortesía de
Cleveland GearCompany.)

a) Elija la configuración de un eje para soportar y ubicar los dos engranes y los dos cojinetes. b) En la solución se emplea un piñón integral, treshombros de eje, cuña, cuñero y un manguito. El alojamiento ubica los cojinetes en sus anillos exteriores y recibe las cargas de empuje. c) Elija la configuración del eje de un ventilador. d) En la solución se utilizan cojinetes de casquillo, un eje integral a través de las piezas, collarines de ubicación y tornillos de fijación para los collarines, la polea del ventilador y el rotor del ventilador.El alojamiento del ventilador soporta los cojinetes de casquillo.

Por lo general, la configuración geométrica del eje que se diseñará se determina con base en una revisión de los modelos existentes, en los que se debe hacer un número limitado de cambios. Si no se cuenta con un diseño para emplearlo como punto de partida, entonces la determinación de la geometría del eje puede tener muchas...