Análisis de Cargas y Momentos Flectores

8/19/2019 Análisis de Cargas y Momentos Flectores

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Diseño de elementos de

MaquinasGarnica Sandoval Francisco Javier

Rosales López Oscar Reyes

Palacios Mancilla Daniel Ramón

arlos !l"erto !rrai#a $orres

%n#enier&a Mec'nica (l)ctrica * entro +niversitario de iencias (,actas e %n#enier&as

Mtro- Ra.ael $opete S'nc/ez


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!n'lisis de ar#as y Momentos

Flectoresapitulo 0


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(1e de $ransmisión

(lemento cil&ndrico de sección circular que transmite un momento de #iro yque puede llevar montados distintos elementos mec'nicos de transmisión depotencia 2en#rana1es3 poleas3 volantes3 etc-4


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!n'lisis de ar#as en un e1e detransmisión Fle,ión $racción *ompresión

$orsión

5r"ol 6 Sometido a $orsión3 transmisión depotencia

(1e 6 7o esta sometido a torsión3 sintransmisión de potencia


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$eor&as de Diseño de e1es

Pre dimensionamiento medianteestudio est'tico

Optimización mediante estudio din'mico


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!n'lisis y Formulas * (studio (st'tico


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alculo de la tensión cortante m',ima


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!n'lisis y Formulas * (studio para car#asDin'micas


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$eor&a de Sines para car#as din'micas


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$eor&a de Soder"er# 8 $--M para car#asdin'micas


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Determinación del plano de .allael valor de las tensiones en .unción de la variación del!n#ulo


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(quili"rio de es.uerzos cortantes


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(quili"rio de es.uerzos cortantes


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resumen


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Momento Flector M',imoapitulo 0


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Momento .lector

(s la suma al#e"raica de los momentos producidos por todas las .uerzase,ternas a un mismo lado de la sección respecto a un punto de dic/a sección-

9 (l momento .lector es positivo cuando considerada la sección a la izquierdatiene una rotación en sentido /orario-


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Momento .lector m',imo en transmisión depotencia

(n una transmisión de potencia in.luyen las .uerzas que act:an so"re eltanto de manera vertical como /orizontal3 estas pueden ser provocada

"andas3 cadenas conectadas al e1e de la transmisi


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Los momentos de torsión y de .le,ión-

Son lo .actores principales que in.luyen en el diseño de e1es- +no de losprimeros pasos en el diseño de e1es es /acer dia#rama de momentos .lectoresdel e1e car#ado o el dia#rama com"inado de momentos .lectores 3 si lascar#as que act:an so"re el e1e est'n en mas de un plano a,ial- Los puntos dees.uerzos cr&ticos de .le,ión pueden determinarse del dia#rama de momentos.lectores-


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+na sección de e1e comercial de < pies de lar#entre co1inetes3 car#a una polea de =>>l" en spunto medio - La polea est' acuñada al e1e y

reci"e => /p a ?rpm3 los cuales sontransmitidos a un acoplamiento .le,i"lecolocado 1ustamente a.uera del co1inetederec/o- La correa conductora es /orizontal yla suma de las tensiones en ella es ?>l"-

Suponer ?-


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Formulas


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L = longitud del eje

G= modulo de elasticidad en torsión


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Solución

+sar @ que es el di'metro normalizado mas cercano


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Di'metro m&nimoapitulo 0


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Di'metro m&nimo(ste es di'metro m&nimo requerido por la .lec/a3 para que no desista ose dañe3 al ceder ante las .uerzas a las cuales se somete al tra"a1ar elmotor-


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Las ecuaciones de diseño para las .lec/as son las si#uientesA

Determinar el di'metro m&nimo que de"e tener la sección donde se alo1a el


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rodamiento del

e1emplo B-?3 con el .in de que la sección del /om"ro donde se apoya dic/orodamiento resista las

car#as de .ati#a- $omar un .actor de se#uridad de 7 C ?- E a ?=>> r*min3 yest' apoyado en

dos rodamientos de "olas ! y - La potencia es suministrada por un piñón a la rueda/elicoidal 3 a trav)s del punto de contacto indicado- La potencia sale por la poleaD3 la cual tiene dos ranuras en

HI 2transmisión por correas en HI4- La .uerza en el lado tenso de la correa3 F?3 estres veces la del

lado .lo1o3 F=- Las componentes de la .uerza de contacto en el en#rane est'nrelacionadas as&A

Fa C >-=Ft y Fr C >-=BFt

- Los di'metros primitivos de la rueda y de la polea son D C ?@= mm y

DD C ?= mm3 respectivamente- (l 'r"ol es de acero S!( ?>K< laminado en .r&o-


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SoluciónA

'lculo del par de torsión y dia#rama de par de torsiónA

(n el e1emplo B-? se calculó el par de torsión nominal

Fuerzas en el 'r"olA

Las .uerzas nominales 2.uerzas e,ternas y reacciones4 son la mitad de las .uerzaspico- Las .uerzas e,ternas son i#uales aA

(s.uerzos nominales en la sección de an'lisisA


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De acuerdo con el enunciado3 la sección que se de"e analizar es el cam"io desección donde se apoya el rodamiento 2esta sección no necesariamente es lam's cr&tica4- Las car#as en esta sección sonA

un momento .lector M C


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Los es.uerzos cortantes est'n dados porA

Para determinar los es.uerzos normales3 calcularemos la componente media y lacomponente alternativa del es.uerzo producido por la .uerza a,ial3 y lacomponente media y la alternativa del es.uerzo de .le,iónA

Propiedades del materialA


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Propiedades del materialA

N Sy C K< laminado en .r&o 2ta"la !N@-=3 ap)ndice @4

N Sys C >---042>-B-


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de donde se o"tiene q e d =K @ mm (ste di'metro es el m&nimo q e de"e


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de donde se o"tiene que d C =K-@ mm- (ste di'metro es el m&nimo que de"etener el escalón donde se alo1a el rodamiento de "olas - Dic/o di'metro resultóser mayor que el valor o"tenido en el e1emplo B-?3 donde se analizó laresistencia a las car#as din'micas- Se estandariza con "ase en los di'metrosinternos est'ndar de rodamientos de "olas 2T3 ?B3 =>3 =3T4 entonces3 eldi'metro m&nimo de la sección de"e ser de =< mm-


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(ste di'metro es menor que el o"tenido con el m)todo von Mises 2=K-K mm4 por) ó ó


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lo tanto3 el m)todo Faires resultó ser menos conservador para esta sección dean'lisis- Sin em"ar#o3 al estandarizar se o"tiene nuevamente d C =< mm

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