Diseño De Ejes

La serena

I.M.A

Resistencia de materiales II

Normas sobre diseños para ejes de transmisión de potencia

Nombre Alumno (s): Oscar Illanes

Felipe Humeres

Luis olivares

Nombre Profesor: José Robles

Fecha: 25/10/2010

Índice

Introducción…………………………………………………………………………….1

El eje……………………………………………………………………………………..2

Normas sobre diseño…………………………………………………………………..3-4-5-6-7

Formulas…………………………………………………………………………………7-8

Tablas…………………………………………………………………………………….9-10-11

Ejercicios………………………………………………………………………………….12-13-14-15-16-17-18

Conclusión………………………………………………………………………………...19

Bibliografía…………………………………………………………………………………20

Introducción.

Un eje móvil es un elemento rotatorio generalmente de sección transversal circular cuya función es transmitir movimiento y potencia. Este constituye el elemento de rotación u oscilación de dispositivos como engrane, polea, volantes, manivelas, ruedas, catarinas y otros, los cuales dirigen la configuración geométrica de su movimiento… Un eje fijo es un elemento no giratorio o estático que no transmiten movimientos y se utilizan solo para sostener piezas rotatorias tales como ruedas, poleas, rodilla y otros elementos, el eje de una rueda de un automóvil no es realmente un eje; el termino en este caso es un trasunto de la era de la locomoción por caballos, cuando las ruedas de los vehículos arrastrados giraban sobre barras cilíndricas fijas. Un husillo es un eje móvil corto y delgado. Términos como árbol, eje principal, eje transmisión, contraeje, eje flexible son nombres asociados a ejes móviles de uso especial.

El eje

El eje o árbol es un componente de dispositivos mecanicos que trnsmite moviento rotatorio y potencia. Es parte de cualquier sistema mecanico donde la potencia se transmite desde un primotor ,que puede ser un motor eléctrico o de combustión.

En el proceso de transmisión de potencia a una velocidad de rotación dada,el eje queda sujeto a un momento torsional (o torque) en forma inherente. En consecuencia, se produce un esfuerzo cortante torsional en el eje.

Eje de transmisión

Descripción histórica

En 1927, la SOCIEDAD AMERICANA DE INGENIEROS MECANICOS estableció un reglamento o código para el diseño de ejes de transmisión. Este código ya es obsoleto desde hace muchos años, pero tiene considerable interés histórico.

Normas sobre diseño para ejes de transmisión de potencia.

El diseño de un eje comienza realmente después de un gran trabajo preliminar. El diseño de la propia maquina dictara que ciertos engranes como polea, cojinetes y otros elementos habrán sido analizados, por lo menos parcialmente y sus tamaños y espaciamientos tentativamente determinados. En esta etapa el diseño debe estudiarse a partir de los siguientes puntos de vista:

1.- Deformación y rigidez.

a) Deformación por flexión

b) Deformación por torsión.

c) Inclinación encojinetes y elementos soportados por eje.

d) Deformación por cortante debido a cargas transversales en ejes cortos.

2.- Esfuerzo y resistencia.

a) Resistencia estática.

b) Resistencia a la fatiga.

c) Confiabilidad.

Esfuerzo y resistencia:

Son funciones de la geometría local, como los concentradores de esfuerzos y de la distribución de las fuerzas, además de las fallas por fatiga. Debe ser suficientemente resistente como para soportar las tensiones mecánicas.

Rigidez

Deflexiones y rigidez: Son funciones de la geometría del árbol y de las deformaciones sufridas debido al estado de esfuerzos.

Al seleccionar un enfoque del diseño es necesario comprender que un análisis de esfuerzo en un punto específico de un eje puede realizarse utilizando solo la configuración del eje en la vecindad de ese punto. Por tanto, la configuración del eje en su totalidad no es necesaria en el diseño suele ser posible localizar las áreas criticas darles un tamaño adecuado para obtener la resistencia requerida y luego fijar las dimensiones del resto del eje a fin de cumplir con los requisitos de los elementos que sostienen dicho eje.

Configuración general para el diseño de eje.

1.- Definición de las especificaciones de velocidad de giro y potencia de transmisión necesaria.

2.- Elección de los elementos que irán montado sobre el eje de transmisión de potencia deseada de los distintos elementos a los que se deban realizar tal transmisión. Elección del sistema de fijación de cada uno de estos elementos al eje.

3.- Propuesta de la forma general para la geometría del eje para el montaje de los elementos elegidos.

4.- Determinación de los esfuerzos sobre los distintos elementos que van montados sobre el eje.

5.- Cálculo de las reacciones sobre los soportes.

6.- Selección del material del eje y de su acabado.

7.- Selección del coeficiente de seguridad acabado, en función de la manera en la que se aplica la carga, suele estar entre 1,5 y 2.

8.- Localización y análisis de los puntos críticos en función de la geometría.

9.- Comprobación de las deformaciones.

10.- Comprobación dinámica de la velocidad critica.

Debemos tener en cuenta ciertas recomendaciones:

• Los ejes han de ser tan cortos como sea posible para evitar solicitaciones de flexión elevadas. Con la misma finalidad, los cojinetes y rodamientos de soporte se dispondrán lo más cerca posible de las cargas más elevadas.

• Se evitarán en la medida de lo posible las concentraciones de tensiones, para lo cual se utilizarán radios en los cambios de sección, especialmente donde los momentos flectores sean grandes, y teniendo en cuenta siempre los máximos radios de acuerdo permitidos por los elementos apoyados en dichos hombros.

• Para evitar problemas de vibraciones, los árboles de giro rápido exigen un buen equilibrado dinámico, buena fijación de los soportes y una rígida configuración.

• Dado que la rigidez suele ser el factor más crítico en el diseño de los árboles, se utilizarán aceros principalmente, dado su elevado módulo elástico (E=207 GPa).

Determinación de la configuración geométrica de un eje.

La configuración de un eje por diseñar generalmente se determina a partir de la experiencia y más a menudo consiste simplemente en un repaso de los modelos existentes en los que se debe realizarse un cierto número de cambios. Estas modificaciones pueden resultar de una variedad de razones, como el uso de un sello o un acoplamiento recién diseñado, un cambio en la potencia o velocidad, cojinete de tamaño diferente o el uso de componentes rotatorios también de nuevos diseños. Tales como modificaciones o adaptaciones son fáciles para el diseñador y no necesitan explicaciones adicionales.

Si no hay diseños existentes para utilizarlos como punto de partida, entonces el determinar la configuración geométrica de

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