DISE O DE UN EJE POR CARGA ESTATICA Y CICLICA

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE LOS CABOS

“Por una patria con sabiduría y espíritu de progreso”


MATERIA:
Dibujo Técnico

TEMA:
Reporte de diseño de un eje para carga estática y cíclica

Ing. electromecánica
4IE-01V

Nombre(s):
José Arturo Gómez Sánchez

INGENIERO:
Esteban castro




San José del Cabo B.C.S.


CONCEPTO DE EJE Un eje es un elemento de máquina generalmenterotatorio y a veces estacionario, que transmite energía o movimiento y posee una sección normalmente circular de dimensiones menores a la longitud del mismo. Sobre estos se montan las partes giratorias de las máquinas, resultando ser los verdaderos ejes geométricos de estas partes en rotación.



Las cargas que influyen en el diseño pueden ser debidas a la transmisión de potencia, a fuerzas inducidaspor otros elementos sean poleas para bandas, ruedas, engranes, etc., o a la masa de otros componentes de máquinas de gran peso que se monten sobre ella.
Las fuerzas que actúen pueden ser de diferentes características, estáticas o dinámicas en cuanto a la variación temporal de las cargas, o bien, flexional, torsional, axial en cuanto al modo en que actúan las cargas, además pueden o no estar en elmismo plano y en general producir sobre los ejes esfuerzos simultáneos, cuya magnitud varía a lo largo de los mismos.
Un eje debe diseñarse a rigidez y a resistencia. En el diseño a rigidez se debe evitar que no se sobrepase cierto nivel de desplazamiento máximo en deflexión natural. La rigidez torsional bajo la acción de un par de torsión debe ser suficiente como para evitar que el giro de unasección del árbol respecto a otras sobrepase un nivel máximo.


En cuanto a resistencia, la causa de fallo más común es la fatiga. El fallo normalmente se inicia en el punto más desfavorable, típicamente en un concentrador de esfuerzos. Se deben considerar las características del eje como sistema dinámico, es decir las frecuencias naturales de vibraciones torsionales y transversales, que debendeterminarse para que no coincidan con las velocidades de operación
A la hora de diseñar un eje se deben satisfacer tanto los requerimientos de rigidez como los de resistencia por fatiga, se deben considerar variables de diseño tales como:
Fijar diámetros (generalmente varían por tramos a lo largo de la longitud)
Transiciones entre los diámetro (radios de entalle)
Longitudes en cada uno de lostramos
Posicionado de los elementos de transmisión (engranajes, poleas)
Posicionado de elementos de apoyo (rodamientos ,cojinetes)

-EL ACERO COMO MATERIAL DE EJES
La selección de los materiales es una de las partes que integran el diseño de cualquier pieza de las máquinas; la resistencia y rigidez son factores clave siempre tomados en cuenta en la selección de un material. Igualmente importante esla confiabilidad relativa y la durabilidad de la pieza cuando se consideran alternativas posibles con respecto al material.
El acero es el material que se usa con más frecuencia para la construcción de los ejes. Variando adecuadamente la composición, el tratamiento térmico y mecánico, pueden obtenerse propiedades mecánicas que se encuentren entre márgenes muy amplios.
1. Todos los aceros tienenesencialmente el mismo módulo de elasticidad. Si el requisito decisivo del árbol o eje es la rigidez, como todos los aceros se comportan igual, debe seleccionarse el de menor costo.
2. El contenido de carbono, casi por sí solo, determina la máxima dureza que puede desarrollarse en el acero. Se puede aplicar un tratamiento térmico a las partes con forma regular, relativamente pequeñas, hechas conacero simple al carbono para obtener esencialmente la misma dureza y resistencia que se lograría con los aceros de aleación más costosa.

3. Los elementos de aleación (manganeso, molibdeno, cromo, níquel y otros) elevan la templabilidad del acero. Por lo tanto, el potencial de dureza y resistencia (el cual es controlado por el contenido de carbono) puede obtenerse con tratamientos térmicos menos...