Torsión, resortes helicoidales, deformación de la barra circular y transmisión de potencia

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA[pic 1]

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

ESCUELA PROFESIONAL DE AGRONOMÍA

Asignatura de Resistencia de materiales IR – 381

TORSIÓN, RESORTES HELICOIDALES, DEFORMACIÓN DE LA BARRA CIRCULAR Y TRANSMISIÓN DE POTENCIA

Mtro: Villar Rodríguez, Jaime

PRESENTADO POR:

Est: Cancho Huamán, Yoel

Est: Cancho Sulca, Luis Javier

Est: Carrasco Tutaya William

AYACUCHO – PERU

2024

Dedicataria  

En primer lugar, a Dios, por darnos la fortaleza de seguir estudiando e investigando, a nuestras familias, amigos y compañeros, y así culminar nuestra carrera en esta etapa de nuestras vidas.

Yoel, Javier y William

ÍNDICE

Contenido

Dedicataria        2

ÍNDICE        3

INTRODUCCIÓN        4

2. CUERPO DEL TRABAJO MONOGRÁFICO        5

2.1. Torsión        5

2.1.1. Torsión de barras circulares        6

2.1.2. Barra circular hueca        7

2.2. Resortes helicoidales        7

2.2.1. Resortes Helicoidal Cilíndrico de compresión        8

2.2.2. Resortes Helicoidal de Estampación        8

2.2.3. Resortes Helicoidal Cónico de Compresión        9

2.2.4. Resortes Helicoidal Bicónica de Compresión        9

2.2.5. Arandeles Elásticas        9

2.3. Transmisión de Potencia        11

2.3.1. Transmisión mediante ruedas de fricción        11

2.3.2. Transmisión de potencia por correas        12

2.3.3. Transmisión de potencia por cadena        13

2. 4. Torsión en barras circulares        13

CONCLUCIONES        15

RECONMENDACIONES        16

REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA        17

INTRODUCCIÓN

En el ámbito de la ingeniería de resistencia de materiales, el estudio de Torsion, Resortes Helicoidales, Deformación de la barra Circular y Transmisión de potencia son importantes, la mayoría de los elementos mecánicos. Sin embargo, los resortes son muy utilizados en las maquinas donde cumple la misión de flexibles resistiendo grandes deformaciones por el efecto de cargas externas y volviendo a recuperar a su forma normal o inicial, estos materiales presentan una gran elasticidad.

Sin embargo, en la industria de maquinarias las deformaciones de los resortes y barras han sido estudiados con meticulosidad. Para la fabricación de dichos materiales se emplearon aceros de gran elasticidad como, por ejemplo; acero de carbono, acero al cromo-venadio, acero al cromo-silicio, etc. El objetivo del presente trabajo de investigación es:

• Conocer los tipos de barras de aplicación y como se clasifican los resortes helicoidales.
• Conocer ampliamente como las fuerzas axiales deforman las barras circulares y como estas afectan al material frente a una torsión.
• Entender los componentes estructurales y mecánicos de un sistema transmiten y resisten las fuerzas y cargas asociadas con la transmisión de energía.

2. CUERPO DEL TRABAJO MONOGRÁFICO

2.1. Torsión

La torsión hace referencia al torcimiento de un miembro estructural cuando se carga con momentos que producen rotación alrededor de su eje longitudinal. (Gere, 2012) los pares que ocasiona el torcimiento de una barra, tales como T1 y T2 de la imagen 01, se denomina momentos torsionantes, pares de torsión o torque.

Imagen 01: Barra sujeta a torsión cargada por pares de torsión T1 y T2[pic 2]

Fuente: Gutiérrez, 2013

Algunas consideraciones geométricas que podemos llegar a las siguientes propiedades del cilindro deformado:

a) las secciones rectas, giran por efecto de la torsión alrededor de su eje respectivo.

b) Todas las secciones rectas se mantienen circulares y planas, después de su deformación.

c) Un radio trazado en una sección recta cualquiera, se mantiene recto después de aberración.

d) Finalizando como tal, existe una perfecta simetría de aberración alrededor del eje, el ángulo entre dos radios cualesquiera se una sección recta, donde permanece fijo después de la imperfección.  

2.1.1. Torsión de barras circulares

Tomamos en cuenta una barra o centro de sección transversal circular sujeta a torsión por pares T. Las barras cargadas de esta manera se consideran Influenciado por tensión pura. Si se considera la simetría, se muestra que la sección transversal de la varilla circular gira como un cuerpo rígido alrededor del eje longitudinal, el radio permanece recto y la sección transversal permanece plana y circular. Además, si el ángulo de torsión total es pequeño, la longitud de la varilla y su radio no cambian. (Paredes, 1990)

• La torsión ocurrirá una rotación alrededor del centro longitudinal, de un extremo de la barra respecto al otro.
• Un ángulo ∅ se conoce como ángulo de torsión.
• Toda línea longitudinal se la superficie de la barra, tal como la línea nn, girará un pequeño ángulo a la posición nn. 
• El elemento de longitud dx, adquiere la forma de un romboide. Imagen 02: Barra circular sometida a torsion pura [pic 3]

Fuente: Gutiérrez, 2013

2.1.2. Barra circular hueca

Las varillas huecas son más efectivas que las varillas huecas para resistir cargas de torsión. Barra sólida. El esfuerzo cortante en una barra redonda completamente sólida es mayor en la periferia de la sección transversal y es cero en el centro.

Por lo tanto, la mayor parte del material en ejes no huecos está expuesto a esfuerzos muy por debajo de los esfuerzos cortantes permisibles. Si la reducción de peso y la conservación del material son importantes, se recomiendan varillas huecas. (Paredes, 1990)

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