EJES DE TRANSMISION

Ingeniería Mecatrónica

Diseño de Elementos Mecánicos

Ejes de Transmisión

Ing. Christrian Erick Ortiz Cil

David Balderas Herrera

Julio de 2012

INDICE

INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………….……1

TERMINOLOGIA………………………………………………………………………….2

DISEÑO POR CARGA ESTATICA…………………………………….………………6

DISEÑO POR CARGA DINAMICA……………………………….………………….7

APLICACIÓN DE EJE DE TRASMISION EN SISTEMAS……………………..7

CONCLUSION…………………………………………………………………..…..………8

BIBLIOGRAFIA……………………………..……………….………………………………9

INTRODUCCIÓN

En este trabajo veremos todo lo que hay que saber acerca de los ejes de trasmisión, como sería el diseño por carga ya sea estática o dinámica y la aplicación de los ejes de trasmisión en sistemas, pero empezaremos con la terminología de los ejes de transmisión.

Comenzaremos este trabajo dando una pequeña explicación de lo que son los ejes de trasmisión.

Se conoce como eje de transmisión o árbol de trasmisión a todo objeto axisimétrico especialmente diseñado para transmitir potencia. Estos elementos de máquinas constituyen una parte fundamental de las transmisiones mecánicas y son ampliamente utilizados en una gran diversidad de máquinas debido a su relativa simplicidad.

Un árbol de transmisión es un eje que transmite un esfuerzo motriz y está sometido a solicitaciones de torsión debido a la transmisión de un par de fuerzas y puede estar sometido a otros tipos de solicitaciones mecánicas al mismo tiempo.

En general, existen tres parámetros fundamentales para el diseño de los árboles de transmisión: su resistencia, su rigidez y su inercia de rotación.

Resistencia

* Esfuerzos 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.

Rigidez

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

Inercia

En el diseño de un árbol de transmisión se ha de tener en cuenta que este no tenga demasiada inercia, pues, de manera similar a la masa en un movimiento rectilíneo, la inercia supone una oposición a las variaciones de su velocidad angular, acumulando energía cinética y variando su momento angular.

TERMINOLOGIA

Los ejes de transmisión son elementos de máquinas animados de movimiento de rotación que sirven para transmitir un momento de giro, estando sometidos a torsión, o bien a flexión y torsión simultáneas. También se les llama árboles de transmisión o, por simplificación ejes, aunque esta última denominación es más correcta para los elementos que no transmiten momento de giro.

La sección de un árbol de transmisión suele ser circular (maciza o hueca), aunque en ocasiones tiene otras formas como acanalada o poligonal. La forma circular exige el uso de algún elemento de retención circunferencial (chaveta, pasador, prisionero, etc.) para evitar el giro de las poleas o engranajes montadas sobre el eje. Las formas acanalada o poligonal permiten obviar el uso de estos elementos ya que proporcionan la retención circunferencial por su propia forma.

Diseño de árboles de trasmisión

El procedimiento general para el diseño de ejes y árboles consiste en los siguientes pasos:

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

2. Selección de la configuración. Elección de los elementos que irán montados sobre el eje para la transmisión de potencia deseada a los distintos elementos a los que se deba realizar tal transmisión. Elección del sistema de fijación de cada uno de estos elementos al eje. Precisar la posición de los cojinetes/rodamientos de soporte del eje.

3. Propuesta de la forma general para la geometría del eje para el montaje de los elementos elegidos (cambios de sección oportunos).

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

5. Cálculo de las reacciones sobre los soportes.

6. Cálculo de las solicitaciones en cualquier sección.

7. Selección del material del eje, y de su acabado.

8. Selección del coeficiente de seguridad adecuado, en función de la manera en que se aplica la carga (suave, impacto,...). Suele estar entre 1.5 y 2.

9. Localización y análisis de los puntos críticos en función de la geometría (cambios de sección) y de las solicitaciones calculadas. Dimensionado para su resistencia.

10. Comprobación de las deformaciones.

11. Comprobación dinámica de velocidad crítica.

12. Determinación de las dimensiones definitivas que se ajusten a las dimensiones comerciales de los elementos montados sobre el eje.

Algunas recomendaciones que se deben tener en cuenta durante el diseño son:

* Los ejes han de ser tan cortos

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