Formulario i 1415

NDICE 1 MATERIALES ..................................................................................................................... 3 2 ESFUERZOS SIMPLES ...................................................................................................... 6 3 COMBINACIN DE ESFUERZOS - CRCULO DE MOHR ............................................ 9 4 TEORIAS DE ROTURA ................................................................................................... 10 5 FATIGA ............................................................................................................................. 12 6 EJES ................................................................................................................................... 22 7 ENGRANAJE CILNDRICO RECTO .............................................................................. 25 8 ENGRANAJE CILNDRICO HELICOIDAL ................................................................... 26 9 ENGRANAJE CNICO .................................................................................................... 27

1 ACERr L0.2 Al - A E

MATERIA

ROS Limite de rot Limite de flAlargamientoEstriccin

ALES

tura (Su) luencia (Sy) o

Diseo dde Mquinas

F. Garca, A

Materiales

A. Prez - 11/

s 3/27

/02/15

Diseo dde Mquinas

F. Garca, A

Materiales

A. Prez - 11/

s 4/27

/02/15

Diseo dde Mquinas

F. Garca, A

Materiales

A. Prez - 11/

s 5/27

/02/15

Diseo de Mquinas Ejes 6/27

F. Garca, A. Prez - 11/02/15

2 ESFUERZOS Y DEFORMACIONES SIMPLES

2.1 TRACCIN COMPRESIN Cargas internas: Fuerza axial N esfuerzos

deformaciones

2.2 CIZALLA Cargas internas: Fuerza cortante V esfuerzos

2.3 FLEXIN DE VIGAS RECTAS EN UN PLANO DE SIMETRA Cargas internas: Momento flector M y fuerza cortante V

( ) ( )

( ) ( )

( )( )( )

( ) ( )

V x q x dx

M x V x dx

M xx dxE I x

y x x dx

esfuerzos

max

MI

RM MI WC

3

2

32

6

CIRCULAR

RECTANGULAR

DW

b hW

max 0

c

R

c

V y dAI b

V y dAI b

FORMA DE LA SECCIN max

Rectangular max32

VA

Circular max43

VA

Corona Circular max2 V

A


F. Garca, A. Prez - 11/02/15

deformaciones

:

2.3.1 Funciones de singularidad

Nombre Funcin Grfico

Momento

2

2 1

0

x

x a x a

x a dx x a

a

x

1

Fuerza

1

1 0

0

x

x a x a

x a dx x a

a

x1

Escaln

0

0 1

01

x

x ax a

x a

x a dx x a

1x

a

Rampa

1

21

0

2

x

x ax a

x a x a

x ax a dx

a

x1

Parbola

2

2

32

0( )

3

x

x ax a

x a x a

x ax a dx

a

x

Seccin Variable 1

1

i ii

i i

i ii

i i

V VfI IM MmI I

Diseo de Mquinas Esfuerzos Simples 8/27

F. Garca, A. Prez - 11/02/15

2.4 TORSIN DE ELEMENTOS CILNDRICOS

0

max0

00

4 3

0 0

4 4

0

/

(SECCIN MACIZA)32 16

(SECCIN HUECA)32

xy yxT

I rT

WIWR

D DI W

D dI

3 C

max

2

m

xy

A

B

tg

COMBIN

max

max

2

2

2

x y

xy

m xy

m xy

xy

x y

NACIN D

22

yxy

y

y

D

DE ESFU

Diseo de M

UERZOS

quinas Co

- CRCU

ombinacin d

F. Garca, A

ULO DE M

de Esfuerzos

A. Prez - 11/

MOHR

s 9/27

/02/15

4 T

4.1 1

4.1.1

1

2

x

S

4.1.2

max

max

TEORIASFACTOR

MATERIA2 3

1 Energa

21 2

2

y x

SySyN

2 Esfuerzo1 3

2

2

Sy

S DE ROR DE SEG

ALES DC

a de Distors

22 3

2

2

3

y xy

y

S

o Cortante

1 3 Sy

OTURA EGURIDAD

CTILES

sin Mxim

23 1

2

x

Sy

Sy

Mximo -

1 3

Dise

STTICAD N

ma Von M

1

2

y x

Sy

Tresca

3 SyN

o de Mquin

A Y

Mises

22 2

2

2

3

y xyS

nas Teoras

F. Garca, A

23 32

SyN

s de Rotura

A. Prez - 11/

21 SyN

10/27

/02/15

4.2

MATERIAALES FRGILES

Diseo de Mquin

A

A

Sut

nas Teoras

F. Garca, A

A Suc SutSuc Sut

1B

Suc N

s de Rotura

A. Prez - 11/

1 BSuc N

11/27

/02/15

1N

Diseo de Mquinas Fatiga 12/27

F. Garca, A. Prez - 11/02/15

5 FATIGA

5.1 LMITE DE FATIGA

5.1.1 Lmite de fatiga de la probeta Aceros Se 0.5 Su Sn 1400 Mpa Se 700 Mpa Su 1400 Mpa Fundiciones Se 0.40 Su 400 Mpa Se 160 Mpa Su 400 Mpa Aluminio Sef@5E8 0.40Su Su 330 Mpa Sef@5E8 130 Mpa Su 330 Mpa Aleaciones de cobre Sef@5E8 0.4 Su Su 280 Mpa Sef@5E8 100 Mpa Su 280 Mpa

5.1.2 Lmite de fatiga a vida finita N

@ 10m n

NSef N

@ 10 nm NN Sef

1 0.9log3 '

Sum

Se

20.9log'

Su

nSe

5.1.3 Lmite de fatiga

@ @' ; a b c d e N N a b c d eSe Se k k k k k Sef Sef k k k k k ka Factor de acabado superficial ba uk a S

ACABADO SUPERFICIAL Factor a Exponente b Rectificado 1.58 -0.085 Mecanizado o Estirado en Fro 4.51 -0.265 Laminado en Caliente 57.7 -0.718 Forjado 272.0 -0.995


F. Garca, A. Prez - 11/02/15

kb Factor de tamao

0,097

1 8

1,189 8 250

b

b

k d mmFlexin y Torsin

k d mm d mm

Carga axial kb = 1

SECCIN Area 95% de esfuerzo A95

d

Rotacin

0,0766 d2

Sin Rotacin

0,0107 d2

b

h

Flexin

0,05 b h

a

b tf2 2

1

1

x

Flexin

Eje 1-1

0,05 a b ; tf>0,025 a

Flexin

Eje 2-2

0,05 x a +0,1tf(b-x)

a

b

tf

1

1

2 2

Flexin

Eje 1-1

0,10 a tf

Flexin

Eje 2-2

0,05 ab ; tf>0,025 a

kc Factor de carga

0,923 15201 1520

10,577 tan

c

Su MpaAxial

Su Mpak

FlexionTorsion y cor te

kd Factor de temperatura

1 4501 0,0058( 450) 450 550

d

d

k t Ck t t


F. Garca, A. Prez - 11/02/15

5.2 CONCENTRACIN DE ESFUERZO

1 ( 1) 1 ( 1) f t fs tsK q K K q K

- Para carga torsional incrementar Su en 135 Mpa - Para fundicin q=0,20

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4

Sens

ibili

dad

a la

ent

alla

q

Radio de la entalla r (mm)

Su = 400 Mpa

Su = 1600 Mpa

32

53548,3 17,43510 aSu

Aceros

Su (Mpa ) a (mm)344.5 0.4293

378.95 0.3537413.4 0.2963482.3 0.2197551.2 0.1626620.1 0.1245689 0.0976

757.9 0.0768826.8 0.0610895.7 0.0492964.6 0.0386

1102.4 0.02441240.2 0.01461378 0.0082

1515.8 0.00431653.6 0.0021

Tabla 1

1

1

q

ar

Gr(Toda

ficas de Kas referidas a

Kt al esfuerzo nnominal mxiimo basado e

Dise

en el rea ne

o de Mquin

F. Garca, A

ta)

nas Fatiga

A. Prez - 11/

15/27

/02/15

Diseo de Mquin

F. Garca, A

nas Fatiga

A. Prez - 11/

16/27

/02/15

Diseo de Mquin

F. Garca, A

nas Fatiga

A. Prez - 11/

17/27

/02/15

Diseo de Mquin

F. Garca, A

nas Fatiga

A. Prez - 11/

18/27

/02/15

Tipo ChavPerfilPatn

de vetero Flel 1

n 1

Kf parRecocido

exin To1,6 1,3

Chav

a chaveteros

orsin F1,3 1,3

vetero de Perfil

s Endurec

Flexin 2,0 1,6

Chavetero de Pat

Dise

cido Torsin

1,6 1,6

tn

o de Mquin

F. Garca, A

nas Fatiga

A. Prez - 11/

19/27

/02/15


F. Garca, A. Prez - 11/02/15

5.2.1 Correccin por vida finita N

@

1

1 1log3

bf N

f

f

K aN

aK

bK

5.3 ESFUERZOS FLUCTUANTES

max min

max min

2

2

m

a

5.4 RESISTENCIA A LA FATIGA CON ESFUERZOS FLUCTUANTES UNIAXIALES

Lnea de Goodman 1 a mSe Su

Lnea de Soderberg 1

a mSe Sy

Parbola de Gerber 2

1

a m

Se Su

Elipse de Marn 2 2

1

a m

Se Su

Lnea de Kececioglu 2

1

aa m

Se Su 2,6 a 2,75 (depende del material)

Lnea de Bagci 14

SySema

Lneas de Langer 1SySy

am

5.5 COEFICIENTE DE SEGURIDAD N A VIDA INFINITA: Para a m Cte :

Lnea de Goodman 1 a mSe Su N

Lnea de Soderberg 1 a mSe Sy N


F. Garca, A. Prez - 11/02/15

5.6 COMBINACIN DE ESFUERZOS - Las componentes alternativas debidas a carga axial se multiplican por el factor 1.083KbFlexin

2 2 2

2 2 2

2

' ( ) ( )( ) ( ) 3( )

' 3

MATERIAL FRAGIL

( )

( ) ' ( ) ( )(

( )

xa fx xa

ya fy ya a fx xa fx xa fy ya fy ya fs a

a fs a

xm

ym m xm xm ym ym m

m

xm fx xm

ym fy ym m fx xm fx xm f

m fs ma

KK K K K K KK

KK K K KK

2 2

' ' 1

'

) ( ) 3( )

a m

m

y ym fy ym fs m

Se Sy N

K K

5.7 DAO ACUMULADO Regla de Miner

1 2

1 2

ii

nn n CN N N

0,7 C 2,2

Mtodo de Manson Todas las lneas confluyen en el punto (103, 0,9 Su) Expresin analtica

1

2

1

2

log

log

c NN

1 1log

cd N

6' 10 c dSe


F. Garca, A. Prez - 11/02/15

6 EJES

6.1 SOLICITACIONES

6.1.1 Par 9550

2

t

PotTn

TFDp

T Par torsor (mmN) Pot Potencia (w) n Velocidad de giro (rpm)

6.1.2 Poleas y Cadenas Poleas

1 2

1 2

t

t

F F FF F C F

TIPO DE CORREA C

Plana 2 3 Trapecial , Poly V 1,5 2

Cadenas

F2=0

6.1.3 Engranaje Recto tgr tF F

6.1.4 Engranaje Helicoidal tgtgtgcostg

r t t

a t

n

t

F FF F

6.1.5 Engranaje cnico recto

tg cos 6tg 5

r tmtm t

a tm

F FF F

F F sen


F. Garca, A. Prez - 11/02/15

6.2 CRITERIOS DE DISEO

6.2.1 Diseo geomtrico

6.2.2 Diseo esttico

2 2332 3

4

Nd M TSy

6.2.3 Fatiga Flexin Alterna y Torsin Continua

332 3

2

fMKN TdSe Sy

(Material dctil)

33322

f fMK TKNdSe Su

(Material frgil)

6.2.4 Deformaciones Flexin 0,15 mm/m fmax 0,85 mm/m Torsin 0,25 /m max 3,5/m

.

6.2.5 Vibraciones Configuracin Frecuencia Crtica (rpm)

Solo la masa del eje 30 5

4

c

g

Eje con masa despreciable y un solo peso

30

cg

Eje con varias masas

Rayleigh (Sobreestima c) 1 1 2 2 3 3

2 2 2 21 1 2 2 3 3

( )30 30

cg w w w g ww w w w

Dunkerley (Subestima c) 1

1

22

33

1 2 3

30

30

30

.....1 1 1 1 1

c i

g

g

g

i se calcula con la flecha i que produce mi sola en el eje

Masa m

Peso w

m 2

w 2

w 1 w 3

m 1 m 3

w 2w 1

w 3 w 4w 5

m 2m 1

m 3

m 5

m 4


F. Garca, A. Prez - 11/02/15

6.3 ENTALLADURA

OD

rr

15

t

l

Esfuerzo Usual Resistencia a la Fatiga Aumentada D Desde

- Hasta

1.6 1.6 3

3 10

10 18

18 80

80 18 50

50 80

80 125

125

l 0.5 1 2 2 2.5 4 2.5 4 5 7 r 0.1 0.2 0.4 0.6 0.6 1 1 1.6 2.5 4 t 0.1 0.1 0.2 0.2 0.3 0.4 0.2 0.3 0.4 0.5

6.4 CHAVETA Y LENGETA

0,5772

4

Syb L DTN

Sy L t DTN

D Desde -

Hasta 17 - 22

22 - 30

30 - 38

38 - 44

44 - 50

50 - 58

58 - 65

65 - 75

b 6 8 10 12 14 16 18 20 t 6 7 8 8 9 10 11 12

Longitudes normalizadas L=6, 8, 10, 12, 14, 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100, 125, 140, 160, 180, 200, 220, 250, 280, 315, 355, 400

L

b

t

OD

Diseo de Mquinas Engranaje Helicoidal 25/27

F. Garca, A. Prez - 11/02/15

7 ENGRANAJE CILNDRICO RECTO

7.1 NOMENCLATURA

m Mdulo - ngulo de Presin Dp- Dimetro primitivo b ancho de cara DIENTES NORMALIZADOS EN FUNCIN DEL MDULO m = 20 Dp = m Z

7.2 FUERZAS tgr tF F

Dp

De

Df

b

d

a

h

rf

pc

Diseo de Mquinas Engranaje Helicoidal 26/27

F. Garca, A. Prez - 11/02/15

8 ENGRANAJE CILNDRICO HELICOIDAL

8.1 NOMENCLATURA

coscos

tg sen

tgtgtgcos

cos

2 2cos

2.5 2,5cos

nn

tt

nt

nt

n n

n n

Pn mmmPnPt m

Pt PnPx

DpPh

m ZDp m Z

ZDe Dp m m

ZDf Dp m m

8.2 FUERZAS tgtg

tFr Ft

Fa Ft

9

9.1

9

3

tg

ESPI

tg

p

t

t

DpLb

L

m

Dp

9.2

Engr

r

a

FF

ENGRAN

NOMENC

2

90

3

2 2

1 ; tg

IRAL

cos

tgcos

p g

p

g

n

t

n

mZL

D D

m

m

m Z

FUERZA

ranaje Cntg cotg

tm

tm

FF se

NAJE C

CLATURA

2

2

g

g g

D

m

AS

nico Recto os

tmFen

Diseo de

NICO

A

65 t

F

e Mquinas Formularioo Embrague

F. Garca, A

es y Frenos

A. Prez - 11/

27/27

/02/15

Formulario i 1415

Documents

Transcript of Formulario i 1415