tipos de ejes

Introducción
Los ejes de transmisión o simplemente ejes, son barras sometidas a cargas de flexión, tensión, compresión o torsión, que actúan individualmente o combinadas. En este último caso es de esperar que la resistencia estática y la fatiga sean consideraciones importantes de diseño, puesto que un eje puede estar sometido en forma simultánea a la acción de esfuerzos estáticos, completamenteinvertidos en forma alternante, y repetidos sin cambio de sentido.
El término “eje” abarca otras variedades, como los ejes de soporte y los husillos. Un eje de soporte es el que no transmite carga de torsión y puede ser fijo o rotatorio. Un eje de transmisión rotatorio de corta longitud se denomina husillo.
Cuando la deformación lateral o torsional de un eje debe mantenerse dentro de límitesestrechos, entonces hay que fijar sus dimensiones considerando tal deformación antes de analizar los esfuerzos. La razón es que si un eje se hace lo bastante rígido para que esas deformaciones no sean considerables, es probable que los esfuerzos no rebasen la seguridad, pero de ninguna manera debe suponer el diseñador que son seguros, casi siempre es necesario calcularlos para comprobar que estándentro de límites aceptables.
Siempre que sea posible los elementos de transmisión de potencia, como engranes o poleas, deben montarse cerca de los cojinetes de soporte. Esto reduce el momento flexionante y, en consecuencia, la deflexión y el esfuerzo por flexión.
Los árboles y ejes son elementos de máquinas, generalmente de sección transversal circular, usados para sostener piezas que giransolidariamente o entorno a ellos. Algunos elementos que se montan sobre árboles y ejes son ruedas dentadas, poleas, piñones para cadena, acoples y rotores. Los ejes no transmiten potencia y pueden ser giratorios o fijos. Por otro lado, los árboles o flechas son elementos que giran soportando pares de torsión y transmitiendo potencia. Las figuras 7.1 a 7.3 muestran transmisiones por cadenas, porcorreas y por ruedas dentadas, respectivamente, en las cuales la transmisión de potencia se lleva a cabo mediante árboles, poleas, correas, ruedas dentadas, estrellas y cadenas, entre otros elementos.




Configuración y accesorios de los árboles
Usualmente, los árboles son cilindros escalonados (figura 7.4.d), con el fin de que los hombros o resaltos sirvan para ubicar axialmente los diferenteselementos. Además, los hombros sirven para transmitir cargas axiales. En los árboles se usan diferentes elementos para la transmisión de potencia o para posicionar o fijar las piezas que se montan sobre éstos. Algunos métodos utilizados para transmitir pares de torsión y potencia son las cuñas o chavetas (figura 7.4.a), ejes estriados, espigas o pasadores (figura 7.4.c), ajustes a presión,ajustes ahusados (con superficies cónicas) y conectores ranurados. Para evitar movimientos axiales de las piezas se usan, por ejemplo, hombros, tornillos de fijación o prisioneros (figura 7.4.b), anillos de retención (figura 7.4.b), pasadores (figura 7.4.c), collarines de fijación, tornillos (figura 7.4.d) y manguitos (figura 7.4.d). Algunos métodos sirven tanto para fijar axialmente las piezas, comopara transmitir par de torsión (por ejemplo, los pasadores). Las chavetas y los pasadores actúan como „fusibles‟, es decir, son elementos „débiles‟ (y baratos) que tienden a fallar en caso de una sobrecarga, protegiendo así las piezas caras.










Procedimiento de diseño
Debido a la aparición simultánea de tensiones por esfuerzo de corte por torsión y tensiones normales que se debena la flexión, el análisis de una flecha o eje virtualmente implica siempre el uso de un enfoque combinado para el aspecto de las tensiones. El método que se sugieres para el diseño de ejes es el de la teoría de la falla por distorsión de la energía. En ocasiones, se presentan también por esfuerzo de corte vertical y tensiones normales directas que se deben a cargas axiales, sin embargo, su...