Diseño De Maquinas Y Elementos

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA INDOAMÉRICA
FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
Diseño de elementos de máquinas
Alumno: José Lima
Nivel: Noveno “B”
Taller en clase.
Desarrollo.
Tarea de casa
El eje mostrado en la figura (a) debe diseñarse. La potencia se suministra a la polea P por medio de una correa plana y se toma del eje a través del engranaje cilíndrico G. El eje está soportado por doscojinetes de bolas de surco profundo. Se ha establecido la siguiente información: Potencia = 10 hp (condiciones estacionarias de carga) Velocidad del eje = 900 rpm. El eje será hecho de AISI 1035 laminado en caliente (Su = 85 000 psi y Sy = 55 000 psi). Diámetro de la polea = 10 plg. Diámetro primitivo del engranaje = 10 plg. Peso de la polea = 30 lb. Peso del engranaje = 30 lb. Ángulo de presión delengranaje =20º. La polea y el engranaje están montados con ajustes de presión y cuñas. Dimensión A = B = C = 6 plg.

Calculo del momento torsor, de la fuerza tangencial y fuerza radial del engranaje

Mt=coef*hPn=Ft*r
Mt=63025.4 *10900=700.28lb plg
Mt=ft*r
ft=Mtr=700.285=140.05 lb
fr=ft*tag20=140.05*tag20=50.97 lb

Calculo de las tensiones de la polea.

f1-f2=Mt recuacion 1
f1f2=2.25 asumiendo un factor de seguridad de 2.25 ecuacion 2
f1=2.25f2 y esto reemplazamos en la ecuacion 1
2.25f2-f2*r=Mt
1.25f2*5=700.28
f2=700.286.25=112.04 lb
f1=112.04*2.25=252.10 lb

Una vez calculado la fuerza se dibuja los planos.

Fuerzas en el plano Y


fengranaje=fr+p,engranaje=50.97+30=80.97 lbfepolea=Peso=30lb



Fuerzas en el plano Z



ftengranaje=140.05 lb
fepolea=T1+T2=252.10+112.04=364.14 lb



Calculo del Momento flector

c=152.212+2184.842=2190.13 lb

Calculo del diámetro utilizando un factor de seguridad de n=3

d=[n*32π*Sy*Mt2+T212]1/3
d=[3*32π*55000*700.282+2190.13212]1/3

d=[n*32π*Sy*2299.36]1/3= 1.08 plg

Uneje de una máquina gira a 600 rpm y está soportado por cojinetes separados entre sí 30 plg, como se muestra en la figura. Veinte hp se suministran al eje mediante una polea de 18 plg. localizada 10 plg. a la derecha del cojinete derecho. La potencia se transmite desde el eje mediante un engranaje cilíndrico de 8 plg. localizado 10 plg. a la derecha del cojinete izquierdo. La correa conductora formaun ángulo de 60º con la horizontal. La polea pesa 200 lb para proporcionar algún efecto de volante. La relación de las tensiones en la correa es 3:1. El engranaje tiene dientes a 20º y se acopla con otro engranaje localizado directamente sobre el eje. Si el material seleccionado para el eje tiene una resistencia última de 70 000 psi y un límite de fluencia de 46 000 psi, determinar el diámetronecesario del eje.

y
y
Plano x y (vertical)
RCy=205.6 lb
RCy=205.6 lb
402 lb
402 lb

B
B
C
C
x
x
20’’
20’’
10’’
10’’
10’’
10’’
D
D
A
A

Fs =191.2 lb
Fs =191.2 lb
RAy
RAy
200 lb
200 lb

Peng=Teng . η63 025.36
Teng =63 025.36 Peng η
T=63 025.36 (20 hp) 600 rpm=2 100.8 lb.plg
FS
FS
Engrane:
20º
20º
Ft
Ft

T=F .r
Ft=Tr=2 100.8 lb.plg4 plg=525.2 lbFs=Ft . tg20º=525.2 lb .tg20º=191.2 lb
Σ Fy = 0 ↑ +
RAy-FS-RCy+402 lb-200 lb=0
RAy-191.2 lb-RCy+402 lb-200 lb=0
RAy-RCy=-10.8 lb
Σ MA = 0 ⅁ +
-FS10 plg-RCy30 plg+402 lb40plg-200 lb40plg=0
RCy30 plg=-191.2 lb10 plg+16 080 lb.plg-8 000 lb.plg
RCy=6 168 lb.plg30 plg
RCy=205.6 lb
RAy=-11 lb+RCy
RAy=-10.8 lb+205.6 lb
RAy=194.8 lb

Diagrama Fuerza Cortante:
194.8194.8
V (lb)
V (lb)

3.6
3.6
x (plg)
x (plg)
C
C
D
D
A
A
B
B

10’’
10’’
10’’
10’’
20’’
20’’
-202
-202

Diagrama Momento Flector:
A1=194.8 lb x 10 plg=1948 lb.plg
A2=3.6 lb x 20 plg=72 lb.plg
A3=-202 lb x 10 plg=-2020 lb.plg
1948
1948
2020
2020
M (lb.plg)
M (lb.plg)


z (plg)
z (plg)
D
D
B
B
A
A
C
C

MBz=1 948 lb.plg
MCz=2 020 lb.plg
z
z...