Nose

Diseño del eje
En esta sección el enfoque se concentrara sobre la forma en que se relacionan las decisiones con el proceso en su totalidad.
Se puede realizar un análisis de fuerzas de un diagrama de cuerpo libre sin conocer los diámetros del eje, pero no puede realizarse si se ignoran las distancias axiales entre los engranes y cojinetes. Es sumamente importante mantener pequeñas las distanciasaxiales. Incluso fuerzas pequeñas pueden crear momentos de flexión grandes si los brazos del momento (Distancia existente entre la línea de acción de una fuerza y el punto respecto del que se produce el momento.) son extensos.
A continuación se examinara la caja de engranes para determinar los factores que controlan la longitud del eje y la ubicación de los componentes.
Imagen
La figura 18-2ilustra el esquema aproximado de una caja de engranes, incluye tres ejes, tomando en consideración como se montaran los cojinetes en la superficie. En este punto se deben conocer los anchos de engrane. Se estiman las anchuras de los cojinetes, pero se permite un poco mas de espacio para cojinetes más grandes del eje intermedio donde los momentos de flexión serán mayores. Pequeños cambios en losanchos de los cojinetes tendrán un efecto mínimo sobre el análisis de fuerzas, puesto que la ubicación de la fuerza de reacción de base se modificara muy poco. La distancia de 4 pulgadas entre los dos engranes en el contra eje está dictada por los requisitos de los ejes de entrada y de salida, incluyendo el espacio para el montaje de los cojinetes en al carcasa.
Los aspectos de diseño a destacar dela figura anterior son que los engranes y cojinete están posicionados contra los hombros, con anillos de retención para mantenerlos en su sitio. Aunque es deseable colocar los engranes cerca de los cojinetes, se proporciona un pequeño espacio extra entre ellos para acomodar cualquier alojamiento que se extienda detrás del cojinete. El cambio extra en el diámetro entre los cojinetes y los engranespermite que la altura del hombro para el cojinete y el tamaño del diámetro interior para el engrane sean diferentes.

Análisis de fuerzas
Una vez que se conocen los diámetros del engrane, y que se establecen las ubicaciones axiales de los componentes, se pueden realizar diagramas de cuerpo libre, esfuerzo cortante y momento de flexión. Si se conocen las cargas transmitidas, se determinan lascargas, radial y axial transmitidas atreves de los engranes.
Wr=Wttan∅cosγ
Wa=Wttan∅sinγ
Wr= Fuerza radial
Wa= Fuerza axial
Wt= Fuerza tangencial

Con base en la suma de fuerzas y momentos sobre cada eje se pueden determinar las fuerzas base de reacción en los cojinetes. General mente se necesita solo la magnitud resultante, de modo que los componentes en los cojinetes se sumen comovectores. Esto quiere decir que obtendrá mas diagramas de cortante y momento de flexión en dos planos, que luego pueden sumarse como vectores.
El mayor momento de flexión se obtendrá del engrane más pequeño, ya que debe transmitir el mismo par de torsión que entra al eje atreves de un engrane de mayor dimensión.
El análisis de fuerzas no es difícil de efectuar manualmente, pero es recomendableutilizar un software de vigas para el análisis de deflexión, donde se calcularan las fuerzas de reacción, junto con los diagramas de momento de flexión y cortante, en el proceso de cálculo de deflexiones. En este punto del diseñador puede variar los valores para los diámetros con el fin de obtener la información acerca de la fuerza máxima y posteriormente introducir los valores reales al mismo modelopara así determinar la deflexión.


Selección del material del eje
La deflexión no se ve afectada por la resistencia sino por la rigidez, representada por el modulo de elasticidad, que es esencialmente constante en todos los aceros. Por esa razón la rigidez no puede controlarse mediante decisiones sobre el material, sino solo por decisiones geométricas.
la resistencia necesaria para...