Taller de diseño mecánico

PRIMER TALLER DE DISEÑO MECÁNICO I

Nombre Completo: __________________________________________________

Cedula Número: (Rellene con ceros a la izquierda si su número tiene menos de 10 dígitos).

Para los problemas 1, 2, 3 y 4, se emplea la información contenida en la figura de abajo, la cual ilustra el sistema de transmisión empleado en un ascensor industrial. La carga se ha representado por un peso constante W. Sin embargo, en la realidad dicha carga es variable, pero para efectos del diseño, solo interesa el valor máximo de la misma, la cual se asumirá igual a W = 2DGC Newton, donde las letras D, G, y C son dígitos de su número de cédula. Adicionalmente, se emplean dos motores (I, y IV, en la figura) para un manejo eficiente de la energía eléctrica. El motor I solo entrega el 60% de la potencia máxima requerida, mientras que el motor IV entrega el restante 40%. Los diámetros de los engranes son: G4 de 600 mm, G2 de 300 mm, G1 de 250 mm, G3 de 350 mm.  Todas las poleas tienen igual dimensión, 500 mm, donde la tensión de lado impulsor es 1.5 veces la del lado opuesto, y las tensiones respecto a la línea entre centros forman un ángulo de 30 grados.

[pic 1]

1. Haga el equilibrio de pares para cada uno los ejes dibujados en la figura, a partir de este equilibrio de pares determine las fuerzas de los engranes, tangencial y radial, y las fuerzas de tensión de las poleas para cada eje. Para ello, utilice la información del enunciado, teniendo en cuenta que la potencia de entrada de los motores está en función de la potencia del eje de salida. Tenga en cuenta el balance de fuerza en las poleas debido al ángulo sobre la línea de centros. Por último, traslade todas las fuerzas al eje y calcule las resultantes en dirección Y y Z, para tanto los engranes, como para las poleas.

1. Calcule el diámetro del eje S2, para ello haga el equilibrio estático del eje con las resultantes obtenidas en el punto 1, y la información de dimensiones contenida en el dibujo. Tome el material del eje como un AISI 1050 laminado en caliente y un factor de seguridad de 2.

1. Calcule el diámetro del eje S1, para ello haga el equilibrio estático del eje con los valores obtenidos en el punto 1, y la información de dimensiones contenida en el dibujo. Tome el material del eje como un acero AISI 1050 laminado en frío, y un factor de seguridad de 1.5.

1. Calcule el diámetro del eje S3, para ello haga el equilibrio estático del eje con los valores obtenidos en el punto 1, y la información de dimensiones contenida en el dibujo. Tome el material del eje como un acero AISI 1030 laminado en frío, y un factor de seguridad de 2.5.

1. La figura ilustra una estructura en la cual los eslabones AC y CE son de acero 1020 estirado en frío, mientras que el eslabón BD es de fundición gris (Sut = 100MPa, Suc = 150MPa). Si la carga que va a soportar es F = 1BJ.I (N) ubicada a un ángulo 1H.K (grados) respecto a la horizontal. Calcule:

1. Las dimensiones del eslabón BD, el cual es cuadrado, para un factor de seguridad de 2, empleando la teoría Mohr-Coloumb frágil.
2. La profundidad mínima de los eslabones AC y CE considerando que en los puntos B y D se hace una perforación de 3 mm con un ancho de los eslabones de 12 mm. Tenga en cuenta que los eslabones AC y CE son de igual dimensión. Emplee la teoría de von-mises para ambos casos. No se le olvide utilizar los concentradores de esfuerzos debido a los agujeros.

[pic 2]

...