Uniones Roscadas

G. González Rey, A. García Toll, T. Ortiz Cardenas

Tema 4. Uniones roscadas.
Objetivos.
• Saber clasificar las uniones roscadas para definir el tipo
de cálculo asociado con la capacidad de resistencia
mecánica de la unión en interrelación de la acción de las
cargas y la geometría de la unión.
• Calcular los tornillos de uniones roscadas sometidos a
diferentes tipos de carga.Contenidos:
• Tipos de roscas.
• Geometría básica de roscas.
• Resistencia de pernos individuales.
• Resistencia de Uniones Roscadas.
Bibliografía.
• Dobrovolski, Diseño de Elementos de Máquinas, Edic.
1990.
• Orlov, Ingeniería de Diseño, Editorial MIR, Moscú, 1985.
• Shigley, Diseño en Ingeniería Mecánica, Mc Graw-Hill,
México.
• Aneiros Parada J.M. Problemas de Diseño de Elementos
de Máquinas.• Reshetov, Elementos de Máquinas, La Habana, 1985.

Elementos de Máquinas. Uniones roscadas.

enroscado se denominan filetes de roscas. La distancia entre
dos puntos correspondientes situados en filetes adyacentes se
denomina paso (p). Si los filetes de la rosca están en la parte
exterior de un cilindro, se denomina rosca macho o tornillo,
mientras que si está en el hueco cilíndrico deuna pieza se
denomina rosca hembra o tuerca. Los tornillos y tuercas
empleados en máquinas utilizan roscas cilíndricas de diámetro
constante, pero los tornillos para madera y las roscas de
tuberías tienen generalmente forma cónica.

Fig. Vista de filete de rosca de tornillo.
En la actualidad, coexisten varias nomenclaturas para roscas
de sujeción pero se reconoce como rosca para uniones defijación con más difusión la normalizada según ISO (ver figura
a continuación). En la rosca ISO se identifican el paso p
(normalizado en milímetros), el ángulo entre flanco de 60˚ y la
altura teórica de la rosca H (igual a 0,87 p) como los
parámetros básicos para establecer la geometría de la rosca.

Introducción.
Las uniones roscadas están formadas por bridas o planchas
(elementos aunir) y por tornillos o pernos, tuercas y arandelas,
entre otros componentes.

Fig. Rosca ISO.

Las uniones roscadas son uniones no permanentes que se
emplean para fijar elementos. Generalmente, las roscas tienen
un perfil triangular que garantiza una adecuada resistencia, un
coeficiente de fricción aumentado por la inclinación de los
flancos del perfil y una sencilla fabricación.
Lostornillos, como soporte de la rosca, tienen una superficie
en forma de helicoide que genera el movimiento combinado de
rotación y traslación. Las crestas formadas por el plano

Fig. Tornillo (perno) y tuerca. Elementos fundamentales de
las uniones roscadas.
En general el cálculo de las uniones roscadas requiere de un
análisis de la disposición de los tornillos y de las cargas
actuantes, por loque se requiere la aplicación de
conocimientos adquiridos en cursos anteriores y dirigidos a la
determinación de centroides, análisis vectorial de fuerzas,

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descomposición de momentos torsores y flectores, y de
resistencia de materiales.
En la mayoría de los casos de uniones roscadas que son
estudiadas en el curso de Elemento deMáquina, requieren de
un análisis de la interrelación de aquellos elementos que son
inmovilizados y los elementos encargados de lograr la fijación.
Por consiguiente, los análisis de las uniones roscadas no solo
tratan de la resistencia mecánica del tornillo, sino además de la
interrelación entre los elementos que se unen y la disposición
de los tornillos en la unión.

Fig. Modelos de análisis deuniones roscadas.
Rosca Métrica (ISO).
El ingeniero mecánico británico Joseph Whitworth (1803-1887),
célebre por sus aportes en la precisión y normalización de la
fabricación de máquinas herramientas, es reconocido como el
iniciador de la normalización de las roscas, tomando en
consideración que en 1841 propuso un conjunto universal de
especificaciones para el ángulo y el paso de las...