Especificación Técnica ME02 16 Accesorios de hierro dúctil ...
EJES Y FLECHAS - DesignmethodologyY+FLECHA… · Seleccionar el criterio o teoría de falla...
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HERRERA RUIZ JULIETA JAZMÍN
EJES Y FLECHAS
Un eje es un elemento de máquina generalmente rotatorio y a veces estacionario,
que tiene sección normalmente circular de dimensiones menores a la longitud del
mismo. Tiene montados sobre sí, elementos que transmiten energía o movimiento,
tales como poleas (con correas o cadenas), engranajes, levas, volantes, etc.
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO DE UN EJE
Por lo general, una flecha transmite a la maquina por lo menos un par de torsión
proveniente de un dispositivo impulsor. Las cargas en las flechas de transmisión
rotatoria son principalmente de uno de dos tipos: torsión debido al par de torsión
transmitido o de flexión proveniente de cargas transversales por engranes, poleas
o ruedas dentadas.
Un procedimiento general para el cálculo y diseño de ejes se puede condensar en
las siguientes etapas:
1. Desarrollar un diagrama de cuerpo libre, reemplazando los diversos dispositivos
por sus correspondientes acciones o solicitaciones, de manera de obtener un
sistema estático equivalente.
2. Evaluar los momentos flectores, torsores, esfuerzos de corte y esfuerzos axiales
en el tramo completo del eje.
3. Seleccionar las secciones más conflictivas y de ellas los puntos más
conflictivos. Esta tarea está asociada a la determinación de factores de
concentración de tensiones debidos a entallas geométricas y otros factores
debidos según ha sido explicado en el Capítulo 2.
4. Evaluar los estados tensionales en los puntos conflictivos.
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5. Seleccionar el criterio o teoría de falla estática o dinámica en función del 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 no satisfagan las condiciones de
diseño.
La mayor parte de las flechas de máquinas se fabrican a partir de un acero al bajo
o medio carbono, ya sea rolado en frío o en caliente, aunque también cuando se
requiera de su superior resistencia, se aplican aceros de aleación.
El caso más general de carga sobrelas flechas es la combinación de un par de
torsión fluctuante y de un momento fluctuante. También pueden estar presentes
cargas axiales si el eje de la flecha es vertical o si incluye engranes helicoidales o
tornillos sinfín, con un componente de fuerza axial. La combinación sobre una
flecha en rotación de un momento a flexión y un par de torsión genera esfuerzos
multiaxiales. Si las cargas son asincrónicas,
aleatorias o fuera de fase, entonces se tratará de un caso de esfuerzo multiaxial
complejo.
En el entendimiento que las ecuaciones siguientes tendrán que ser calculadas
para una diversidad de puntos y que deberán también considerarse sus efectos
multiaxiales combinados, primero debemos encontrar los esfuerzos aplicados en
todos los puntos de interés. Los esfuerzos alternantes y de flexión medios
aparecen en la superficie exterior, y se determinan a partir de: donde kf y kfm son
los factores de concentración de esfuerzos a la fatiga por flexión para los
componentes alternante y medio, respectivamente.
CALCULO DE UN EJE PARA RESISTENCIA A CARGAS ESTÁTICAS.
Por ejemplo el eje que transmite potencia (torsión) sobre el que está montada una
rueda de dentado recto (flexión).
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CÁLCULO DE UN EJE PARA RESISTENCIA A CARGAS DINÁMICAS