tareas

DISEÑO DE EJES




DISEÑO MECÁNICO

PROFESOR:
GERMAN OSORIO OSSES

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA
MEDELLÍN
09-12-2014

1

CONTENIDO
Pág.
1. Introducción...…..…………………………………..………………..........................4
2. Objetivos…………….……...................................................................................5
3. Condiciones de entrada..……………………………………………………………6
4. Chequeo de Interferencia……………………………………………………………7
5. Cálculo del Peso de Cada Elemento Montado sobre el Eje……………………...7
5.1.

Peso de Rueda y Piñón Cónico…………………………………………....6

5.2.

Peso de Rueda y Piñón Helicoidal…………………………………………7

5.3.

Peso de Polea Conducida……………………………………………….…8

6. Análisis de Cargas en Piñón Cónico……………………………………………….9
6.1.

Análisis deCargas en Rueda Cónica……………………………………..9

7. Análisis de Carga en Engrane Helicoidal…………………………………………10
8. Cargas en Ejes Debido a Sistemas de Bandas y de Cadenas…………………11
8.1.

Cargas en Eje 1 debido a Tensión en las Bandas……………………....11

8.2.

Cargas en Eje 3 debido a Tensión en las Cadenas...…………..……….11

9. Diseño de Ejes Por Esfuerzos y Deformación…………………………………....12

10.

9.1.Criterios de Rigidez Torsional y Deflexión…………………………….…12

9.2.

Diseño de Eje 1……………………………………………………………...13

9.3.

Diseño de Eje 2……………………………………………………………...22

9.4.

Diseño de Eje 3……………………………………………………………...31

Diseño de Ejes Por Resistencia a la Fatiga………………………………….39
10.1. Diseño de Eje 1 Por Resistencia a la Fatiga…………………………….39
10.2. Diseño de Eje 2 Por Resistencia a laFatiga…………………………….42
10.3. Diseño de Eje 3 Por Resistencia a la Fatiga…………………………….46

11.

Cálculo del Acople para Máquina 2..…………………………………………48

12.

Conclusiones…………………………………………………………………...49

2

1.

INTRODUCCIÓN

En casi todos los elementos de transmisión es estrictamente necesario recurrir al
uso de uno o varios ejes para transmitir de manera confiable la potencia ovelocidad requerida. Los ejes cumplen la función de guiar el movimiento de la
rotación, así como soportar sobre sí otros elementos de sistemas de transmisión
como lo son poleas, sprockets o engranes.
Son elementos con un peso considerable, que requieren características de diseño
que garanticen una alta resistencia a cargas de todo tipo, pues el eje es el
elemento que soporta todo el sistema detransmisión.
Se tiene un dispositivo reductor de velocidad que transmite potencia desde un
motor de combustión interna hacia dos máquinas: un molino de martillos y una
trituradora de roca. Para transmitir la potencia, este sistema lo hace por medio de
tres ejes a los cuales se acoplan dos tipos de engranaje: uno cilíndrico y otro
cónico; una polea para transmisión por bandas y un sprocket paratransmisión de
potencia a través de cadenas.
En este trabajo se diseñarán los tres ejes que componen el dispositivo reductor
con base en los datos de operación de las máquinas, tipo y régimen de operación
del motor y dimensiones de los diferentes elementos de transmisión (poleas,
sprockets y piñones). Se procederá a dimensionar de manera óptima los tres ejes
garantizando que se cumplan losdistintos parámetros de diseño de ejes, y
garantizando también que no haya interferencia entre los elementos de
transmisión ya calculados.
Este procedimiento se llevará a cabo con la ayuda de los programas AutoCad
Mechanical y Solid Edge V17.

3

2.
2.1.

OBJETIVOS.
PRINCIPAL


Diseñar de manera óptima los ejes 1, 2 y 3 de la caja reductora de la
imagen

1,

teniendo

encuenta

los

diferentes

parámetros

de

funcionamiento de las máquinas que serán acopladas al sistema, y
parámetros de diseño, tales como economía, tipo de mantenimiento,
entre otros.

2.2.

SECUNDARIOS:


Determinar

las

dimensiones

necesarias

para

evitar

fallas

por

deformaciones debido a la flexión y a la torsión.


Garantizar el rango de...