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CAPITULO 7CAPITULO 7

ProyectoProyecto yy ccáálculolculo dede ejes ejes y elementos accesorios y elementos accesorios

División 1

Generalidades. Revisión de métodos estáticosMétodos Dinámicos y por Fatiga

Departamento de Ingeniería Mecánica. Facultad Regional Bahía Blanca. Universidad Tecnológica Nacional

Cátedra: Elementos de Máquina. Profesor: Dr. Ing. Marcelo Tulio Piovan

Descripción

En este capítulo se darán herramientas para el cálculo de ejes y sus accesorios afines.

En la presente División 1, se efectuará un repaso de la metodología de análisis y cálculo estático de ejes y se introducirán esquemas para el estudio de resistencia por fatiga, que es lo más importante desde el punto de vista de diseño



Descripción



Procedimiento de diseño de un eje

1. Desarrollar un diagrama de cuerpo libre

2. Evaluar los momentos flectores, torsores, esfuerzos de corte yesfuerzos axiales en el tramo completo del eje.

3. Seleccionar las secciones más conflictivas y de ellas los puntos más conflictivos.

4. Evaluar los estados tensionales en los puntos conflictivos.

5. Seleccionar el criterio o teoría de falla estática o dinámica en funcióndel tipo de material (frágil o dúctil) y tipo de rotura estimada (fatiga, etc.)

6. Evaluar la seguridad de los puntos conflictivos.

7. Efectuar un replanteo en términos de diámetro y configuraciones geométricas o material en tanto que los resultados obtenidos nosatisfagan las condiciones de diseño.



Diseño para solicitación Estática: estado tensional



Diseño para solicitación Estática: Criterio de Von Mises

Si P=0 se puede despejar el diámetro



Diseño para solicitación Estática: Criterio Coulomb-Tresca

Si P=0 se puede despejar el diámetro



Diseño para solicitación dinámica: Máxima Tensión de Corte

( ) [ ] [ ] ( ) [ ] [ ]( ) [ ] [ ] 0dASenCosK

dASenSenKdACosCosKdA

afm

afsmafsm

=++

++−++−

φφσσ

φφττφφτττφ




( ) [ ] ( ) [ ]22SenK2CosK afmafsmφσσφτττφ +++=

am φφφ τττ +=

[ ] [ ] [ ] [ ]

++

+=

22SenK2CosK

22Sen2Cos afafsmm

φσφτφσφττφ




CONDICIÓN DE MÁXIMA SEGURIDAD

[ ] [ ]φφ 2SenA2CosA2n1

21s

+=



Diseño para solicitación dinámica: Comparación



Diseño para solicitación dinámica: Materiales Frágiles

( ) [ ] [ ] ( ) [ ] [ ]( ) [ ] [ ] 0dASenSenK

dACosSenKdASenCosKdA

amc

amcsamcs

=++

−+−+−

φφσσ

φφττφφττσ φ



Diseño para solicitación dinámica: Materiales Frágiles

2

ae

um

2CS

2

ae

um

2Ca

e

umC

s

u

SS

K4SS

KSS

KnS2

++

++

+= ττσσσσ



Diseño de accesorios de sujeción a los ejes



Diseño de accesorios de sujeción a los ejes

CALCULO AL

•CORTE

•APLASTAMIENTO



Accesorios de sujeción y anclaje para ejes



Diseño y cálculo de Volantes

FUNCIONES DE LOS VOLANTES

•Reducir la amplitud de fluctuación de la velocidad

•Reducir la amplitud del par torsor fluctuante

•Almacenar y liberar energía cuando sea necesario






Energía Cinética del Volante

Ecuación de equilibrio del Volante


Coeficiente de Fluctuación

F2prom

em C

KIω

=




1. Graficar el par de torsion de carga Tl en función delángulo

2. Determinar el par torsor promedio en un ciclo

3. se encuentran localizaciones para θ1 y θ2

4. Determinar la energía cinética por integración de lacurva del par de torsión

5. Establecer el valor de

6. Determinar la inercia Im

7. Obtener las dimensiones del volante.



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