UNIVERSIDAD INTERNACIONAL DEL ECUADOR

INGENIERIA MECANICA AUTOMOTRIZ

TEMA DEL PROYECTO: Analizar estructuralmente un eje bajo cargasde torsin.

PROYECTO DE TECNOLOGIA DE MATERIALES

NOMBRES:

Joseph Lara Gavidia Kevin Padilla David Orellana Omar Baquero Gabriela Cadena Fernando Ypez Sebastin Moreno Andrs Gutirrez

TUTOR RESPONSABLE: Ing. Pedro Montoya, M.Sc

Quito, enero 2015

PROYECTO FINAL DE INVESTIGACION

Tema: Analizar estructuralmente un eje bajo cargas de torsin en el eje cardn.

ObjetivoAnalizar estructuralmente un eje bajo cargas de torsin en el eje cardn.

Indicaciones Generales:

a) Cada grupo desarrollar el tema en cuestin que fue asignado en clase.b) Toda informacin necesaria para realizar este proyecto debe ser investigada y/oasumida indicando su fuente con su respectiva explicacin.

Actividades a realizar (memoria de clculo):

Para este tema seleccione un vehculo con traccin posterior como el que seindica en la figura. Presente toda la informacin respectiva del vehculo encuestin y tome todas las medidas necesarias.

En este proyecto se utiliz el Daihatsu Terios. Este es un automvil todoterreno delsegmento B producido por el fabricante japons Daihatsu desde el ao 1997. Es un

cinco puertas con traccin a las cuatro ruedas permanente y motor delantero

longitudinal, disponible con cajas de cambios manual de cinco marchas y

automtica de cuatro marchas.

Primera generacin (1997-2005)La primera generacin fue puesta a la venta en 1997, homologado para cuatro

ocupantes. Se denomin a su vez como Toyota Cami y Perodua Kembara, segn

el mercado, y en China hay una versin llamada Zotye Nmada, la cual usa un motor

de marca Mitsubishi. Estaba disponible con un motor gasolina de cuatro cilindros en

lnea, cuatro vlvulas por cilindro y 1.3 litros de cilindrada, en versiones atmosfrica

de de entre 86 y 92 CV de potencia mxima, y con turbocompresor y 140 CV.

El Daihatsu Terios es un todoterreno

compacto, que a diferencia de la amplia

mayora de todocaminos, permite una

utilizacin 4x4 ms campestre. Es un

poco ms largo que un utilitario, con

4.055-4.075 milmetros. Tiene un diseo

orientado al 4x4, con carrocera

autoportante en acero reforzado y

voladizos muy cortos.

El Terios es capaz de atacar rampas de

38, soportar un ngulo ventral de 24 y

salir con 37, mejor que bastantes

todoterrenos ms grandes como un

Pathfinder. La altura libre al suelo es de

200 milmetros, ptima para las mamis

todoterrenos que se suben a los bordillos

del colegio.

Adems es muy maniobrable, puede girar 180 con 9,8 metros de separacin entre

aceras con xito. Aunque el comunicado habla de una 5 larga, me sale que a 120

Km/h va a ms de 4.000 RPM con el 1.3 y el 1.5 no anda lejos. Tambin dicen que

tiene algo de deportivo y creo que lo vamos a dejar ah.

Su sistema de traccin total es permanente, no multiembragues Haldex. El

diferencial central es bloqueable a voluntad, de otro modo el par se reparte entre el

eje delantero y trasero a razn de un 50/50. Carece de caja de reductoras, pero

tiene una primera velocidad muy larga: 6 Km/h a 1.000 RPM (comprese con el

Sirion 1.0, al mismo rgimen 7,5 Km/h).

Para las RPM de potencia mxima, determine:a) Material y resistencia del eje cardn.b) Esfuerzo de diseo bajo la condicin ms crtica.c) A las RPM de potencia mxima estime el torque aplicadod) Bajo las condiciones y datos del literal c) determine el espesor mnimo del ejecardn ya que se trata de un tubo hueco.

e) Si el eje cardn fuera slido, Cul sera el dimetro?.f) Compare los resultados del literal d) y e) y emita un comentario ingenieril.g) La deformacin torsional que se genera en el cardn del vehculo a las RPM depotencia mxima.

h) Compare los resultados del literal g) con la tabla 5-2 del libro de Mott y emita uncomentario ingenieril.

Desarrollo

a) Material y resistencia del eje cardn.

El eje cardan del Daihatsu Terios est hecho de un Acero A-501 Tuberaestructurada forjada en caliente, redonda y perfilada con un Sy=248

Observar ANEXO 1Tabla A-15

b) Esfuerzo de diseo bajo la condicin ms crtica.= 12= 24812= 20.66c) A las RPM de potencia mxima estime el torque aplicado

N=4600P=86hp = 63000

86 = 460063000 = 1177.82 . 12.2 9.81 25.41 = 133264.97d) Bajo las condiciones y datos del literal c) determine el espesor mnimo

del eje cardn ya que se trata de un tubo hueco. = C20.667 = 133264.979 56.45232 56.45 20.667 = 3761404.04996909.37 3220603126.02 2.0289 = 3761404.0416841721.98 = 2.028= 8304596.637

di= 53.68

de-di=e56.45 53 68 == 2.77e) Si el eje cardn fuera slido, Cul sera el dimetro?

d=? = 20.667 = 133264.97 232

22.667 = 133264.9723264.927 = 2132239.52

= 32840.41= .

f) Compare los resultados del literal d) y e) y emita un comentario ingenieril.

Los resultados que obtuvimos del literal (d) fueron 2,77mm que se refiere al espesordel eje cardan que es hueco y en cuanto a los resultados del literal (e) fueron32.023mm que corresponde al dimetro del eje cardan si fuera slido. Lo quedemuestra que dependiendo del torque que se aplica sobre el eje cardan se puedeobtener el dimetro que corresponder a cada tubo con exactitud, dependiendo sieste es hueco o slido.

g) La deformacin torsional que se genera en el cardn del vehculo a lasRPM de potencia mxima.

T=133264.97NmmL=105cm=1050mmJ=184769.034G=80000

= = 133264.97 105080000 32 46.45 53.63 10001= .

h) Compare los resultados del literal g) con la tabla 5-2 del libro de Mott yemita un comentario ingenieril.

La deflexin torsional es igual al giro angular dividido por la longitud del indicador,

medido en rad. En el clculo obtenido en el literal g se obtiene como resultado

2.1130*10 -7 rad, lo cual demuestra que la aplicacin de la deflexin torsional es de

alta precisin, pues el rango de esta, va de 6.9*10 -7 a 1.4*10 -5 .

Conclusiones

Concluimos que el material utilizado en la fabricacin del eje cardan es

resistente al momento de aplicar las distintas fuerzas.

Los materiales son muy importantes al momento de disear ejes.

Las fuerzas que se aplican en los ejes cardan de un vehculo son distintas ya

sea por la forma del eje, por su longitud o sus dimetros de diseo.

La carga aplicada en el eje influye en los clculos.

El ngulo de torsin del eje cardan influye en el funcionamiento del vehculo

y en la resistencia del eje.

Recomendaciones

Se debe tener en cuenta todas las medidas del eje y las fuerzas que actan

sobre l, para el respectivo estudio y anlisis.

Se recomienda tener desarmado el eje cardan para obtener todos los datos

necesarios para los clculos.

Comprobar los resultados obtenidos en los clculos con la ayuda del

programa MD Solids 3.5.

Tomar las fotos necesarias para la realizacin de los planos.

Tomar en cuentas las deformaciones que tiene el eje cardan para la correcta

realizacin de los clculos.

Bibliografia

http://es.wikipedia.org/wiki/Card%C3%A1n

http://www.buenastareas.com/ensayos/Eje-Cardan/275699.html

http://mundoymotor.com/Conozca_su_auto/106841153535.htm#.VMGd5EeG9UU

http://es.wikipedia.org/wiki/Daihatsu_Terios

http://www.daihatsu.com/catalogue/terios/short/

ANEXOS

Anexo 1

ANEXOS 2:

Fotografas de los Autores realizando OBSERVACION Y METROLOGIA.