ObjetivoEsta investigacin tiene como objetivo principal que se puedan tener algunos antecedentes e informacin previa acerca de la geometra de las roscas, as como los tornillos en los que aplican sus funciones antes de llevar acabo esta informacin a la prctica o a la explicacin de este tema por el profesor de la asignatura. La investigacin tambin tiene como objetivo, ayudarnos a estudiar, analizar y reconocer los diferentes tipos de roscas empleadas en los tornillos mediante la informacin redactada y los grficos que representan cada tipo de tornillo. Adems esta investigacin nos da a la tarea de investigar en diversas fuentes de informacin vinculadas con este tema, y as de esta manera adquirir nuevos conocimientos. Mediante esta investigacin obtendremos nuevos conceptos acerca de estos temas abrindonos el panorama o dndonos una introduccin al aprendizaje de la asignatura metrologa geomtrica.

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IntroduccinSe llama en mecnica tornillo a cualquier pieza que tenga una parte cilndrica o casi cilndrica con un canal en forma de hlice continua. Si una pieza posee un agujero cilndrico cuya superficie interna esta acanalada diremos que es una tuerca. Los tornillos y las tuercas tienen innumerables aplicaciones: sujetar unas piezas a otras, como los tornillos que unen el motor del automvil al bastidor, transmitir y transformar fuerzas, como el husillo de una prensa, guiar un movimiento etc. Los tornillos se utilizan para unir entre si diversas partes de una maquina. As, el mecnico debe conocer perfectamente los diferentes tipos de rosca comercial as como el mtodo e especificar las tolerancias deseadas para el montaje entre tornillo y tuerca. La industria moderna ha desarrollado un sistema de roscas intercambiables normalizadas, el cual hace posible la produccin en masa de elementos de fijacin roscados y tornillos para la transmisin del movimiento en toda clase de maquinas de precisin. Las roscas se utilizan tambin como un medio de para las mediciones de precisin; el micrmetro, por ejemplo, depende del principio de la rosca para obtener mediciones dentro de diezmilsimas de pulgada, o de medias centsimas de milmetro.

Historia de las roscasLos tornillos y las roscas se han venido usando durante siglos como medios de unin o de fijacin de las piezas metlicas conjuntamente. As, la idea de constituir una forma similar al roscado parece remontar bastante lejos en la historia, puesto que Arqumedes fue el primero que tuvo la idea de de enrollar un tubo segn una hlice geomtrica, sobre la periferia de un cilindro, con el objeto de constituir un dispositivo elevador de agua. Ya en aquella poca la idea del roscado pudo ser dada por la observacin de cmo penetra en la madera una tijereta. Pero, de todas formas, los primeros tornillos necesariamente tuvieron que ser a mano. En cuanto a las primeras tuercas, fueron ejecutadas mediante un diente metlico incrustado en el primer filete de un tornillo de madera. En la edad media, las tuercas y los tornillos ya se empleaban para la sujecin de armaduras y de las corazas. La ventaja principal del uso de las roscas es que las piezas pueden montarse y desmontarse sin deteriorarse. Se utilizaban igualmente los tornillos de madera despus de la aparicin de la imprenta, puesto que todas las prensas de imprimir los llevaban. Desde esa poca la forma de los tornillos y de las tuercas fue hacindose mas precisa a medida que su reproduccin se multiplicaba.

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Conceptos de geometra de las roscasHlice Se llama Hlice a la curva que se obtiene de enrollar sobre la superficie de un cilindro la hipotenusa de un tringulo rectngulo uno de cuyos catetos se mantiene sobre una generatriz del cilindro. Tambin puede ser definida la hlice como la trayectoria de un punto que gira con un movimiento uniforme alrededor de un eje desplazndose simultneamente en sentido paralelo al eje con un movimiento tambin uniforme. Paso de una hlice Relacionndolas con las definiciones anteriores podemos dar tambin dos definiciones de lo que se denomina paso de la hlice. Segn la primera definicin se llama paso de la hlice a la distancia entre los dos puntos ms prximos que se encuentren sobre la misma generatriz del cilindro. Basndonos en la segunda definicin de la hlice podemos definir el paso como la distancia recorrida paralelamente al eje por el punto generador mientras ste da una vuelta completa alrededor del eje. Inclinacin de la hlice Se llama ngulo de inclinacin de la hlice el ngulo formado por la hlice desarrollada sobre un plano tangente en una generatriz y una perpendicular a esta generatriz. El valor de este ngulo de inclinacin suele darse, generalmente, por el valor de su tangente, que recibe el nombre de inclinacin de la hlice y teniendo en cuenta las definiciones que de la hlice y del paso de la hlice se han hecho en los prrafos anteriores pude establecerse la siguiente frmula para la determinacin de la inclinacin (tg B). Tg B = P /(2 r) En la que P es la longitud del paso , = 3,1416 y r la longitud del radio del cilindro sobre el que se enrolla la hlice. Como puede verse la inclinacin ser tanto mayor cuanto mayor sea el paso y tanto menor cuando mayor sea el radio del cilindro.

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Rosca a la derecha y a la izquierda. Independientemente de las caractersticas del perfil y dimensiones de una rosca, el filete o parte saliente de la rosca puede estar arrollado en dos sentidos diferentes. Si al mirar la parte roscada, los hilos o filetes de la rosca se ven desplazados hacia la derecha en la parte inferior, la rosca se llama rosca a la derecha, si, por el contrario, los hilos o filetes se ven desplazados hacia la izquierda por su parte inferior, la rosca se llama rosca a la izquierda o simplemente rosca izquierda. Las roscas normales son a la derecha, por lo que siempre que de roscas se trate sin especificar que stas son a la izquierda, se entender que se refiere a roscas a la derecha. Roscas de varias entradas. Existen roscas formadas por ms de un hilo, dos, tres o ms paralelos, arrollados simultneamente. A estas roscas se las llama roscas de entrada mltiple y las ms corrientes son las de dos filetes y las de tres filetes, llamadas de dos entradas y de tres entradas, respectivamente. Paso de las roscas de varias entradas En las roscas de un solo hilo o filete el paso es normalmente igual a la longitud del perfil generador de la superficie roscada medida en el sentido del eje de la rosca. En las roscas de varias entradas, el paso es mayor que la longitud del perfil generador del filete, siendo el mltiplo de esta longitud correspondiente al nmero de entradas. As en una rosca de dos entradas el paso p ser el doble del paso p que correspondera a una rosca del mismo perfil con una sola entrada y en una rosca de tres entradas la longitud del paso p sera de 3 veces la longitud p que correspondera al mismo perfil de filete si la rosca fuese de una sola entrada. Puede fcilmente comprenderse por lo que acabamos de indicar que las roscas de varias entradas encuentran aplicacin en aquellos casos en que se desean roscas con un fileteado de dimensiones relativamente pequeas con respecto a la longitud del paso, por cuyo motivo tales roscas son denominadas en algunas ocasiones roscas de paso rpido ya que a cada vuelta de la hlice corresponde un avance relativamente grande. Disposicin de los filetes en una rosca de varias entradas. Para la ejecucin de las roscas de varias entradas es de gran inters la forma en que los distintos filetes que las constituyen quedan dispuestos alrededor del eje de la rosca. Los filetes se disponen en estas roscas uniformemente distribuidos alrededor del eje. Esto significa que si la rosca es de dos entradas los filetes se encuentran igualmente dispuestos longitudinalmente con respecto al eje cuando se encuentran desplazados a 180 en posicin

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circular. En las roscas de tres entradas la posicin longitudinal de los tres filetes es la misma cuando en disposicin circular est desplazada en 120.

Clasificacin de las roscasLas roscas pueden clasificarse de variadas maneras. Segn el nmero de filetes:

Roscas de una sola entrada, que tienen un filete. Roscas de varias entradas, con varios filetes.

Segn la forma del filete pueden ser: Roscas triangulares, cuando la seccin del filete tiene la forma aproximada de un triangulo. Son las ms usadas. Roscas trapeciales, cuando la seccin del filete tiene forma de trapecio issceles. Roscas cuadradas. Roscas redondas. Roscas de diente de sierra, cuya seccin tiene la forma de un trapecio rectngulo Segn su posicin las roscas se clasifican en: Roscas exteriores si pertenecen al tornillo. roscas interiores si pertenecen a la tuerca. Segn su sentido se dividen en: Rosca a derecha cuando avanza o gira en sentido de las manecillas del reloj. rosca a izquierda cuando avanza o gira en sentido contrario a las manecillas del reloj.

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Roscas De SujecinSe llaman as las roscas empleadas en la construccin normal mecnica para la fijacin energtica de determinadas piezas de mquinas. stas roscas tienen, en general, filete de seccin triangular en forma de triangulo issceles o equiltero, pero no un triangulo perfecto, sino con el vrtice truncado en forma recta o redondeada. Al fondo de la rosca tambin se le da forma truncada o redondeada. En la prctica el perfil de la tuerca no encaja perfectamente con el tornillo sino que se hacen las roscas con juego en los vrtices ajustando los flancos. Se exceptan las roscas estancas, aquellas que no dejan ningn escape, para evitar la salida de gases o lquidos. En stas se suprime completamente el juego haciendo el fondo y la cresta del tornillo exactamente con el mismo perfil que la cresta y el fondo de la tuerca., En las roscas de sujecin, como el ajuste solo se hace en los flancos, no tiene importancia la exactitud de los dimetros interior y exterior, con tal que las crestas de una rosca no puedan tocar los fondos de la otra al a que se acoplan, en cambio tiene gran importancia la exactitud del dimetro medio o dimetro de los flancos pues de el depende el buen ajuste de la rosca.

Rosca WhitworthEl sistema whitworth normalizado en Francia con el nombre de paso de gas es la forma de rosca de mayor antigedad conocida. Es debida a Sir Joseph Whitworth, que la hizo adoptar por el instituto de ingenieros civiles de Inglaterra en 1841. Sus dimensiones Bsicas se expresan en pulgadas inglesas: 25,4 Mm. Forma del filete El tornillo est engendrado por el enrollamiento en hlice de un tornillo issceles cuyo ngulo en el vrtice superior es de 55. La base de este triangulo, situada paralelamente al eje del cilindro de soporte, es, antes de truncada, igual al paso del tornillo La parte superior y las base del triangulo primitivo issceles se rodean hasta 1/6 de la altura terica. Este tipo de rosca da un ajuste perfecto.

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Dimensiones

D = Dimetro nominal del tornillo expresado en pulgadas inglesas (25.4 Mm.) P = Paso expresado en nmero de hilos por pulgada h = altura de los filetes = 0,6403 P. r = radio de las truncaduras = 0,1373 P d = dimetro de mandrinado de la tuerca = D-1,2086 P

Usos Como su nombre lo indica, es especialmente utilizada esta rosca para tubos de conduccin de gas, tubos de calefaccin central y tubos para alojar conductores elctricos. As mismo es utilizada para construccin de maquinaria no solo en los pases de habla inglesa sino tambin en los que utilizan el sistema mtrico decimal. Como rosca de sujecin, no se debe utilizar en dimetros pequeos, porque el paso resulta en ellos demasiado grande y as la rosca no puede sujetar bien en estos casos se debe sustituir por la rosca mtrica.

Sistema Internacional S.I.El roscado S.I. deriva del sistema francs que fue instituido en Paris el 10 de mayo de 1895 a peticin de los industriales de aquel pas, para reemplazar los mltiples roscados existentes hasta entonces hasta entonces, que por su variedad constituan un serio obstculo para la industria. La forma del filete era ya el triangulo equiltero, con truncaduras de 1/8 de la altura terica del filete en el vrtice superior y en la base; la nica crtica que se hizo a ste sistema francs de roscas fue respecto a su carencia de holgura en el fondo del filete que es conveniente en todo roscado, el ajuste de este roscado es perfecto.

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Este sistema se deriva de la rosca mtrica, sistema fundado en el sistema mtrico decimal y en el que slo varan algunos detalles en el fondo de la rosca ya que el resto es igual para todos los sistemas. En cuanto a la forma del filete, el tornillo resulta engendrado por el enrollamiento a la derecha, en hlice, de un tringulo equiltero truncado, cuyo lado situado paralelamente al eje del cilindro soporte, Es antes de truncarlo, igual al paso del tornillo. El tringulo primitivo equiltero est truncado por dos paralelas a su base trazadas respectivamente a 1/8 de la altura a partir del vrtice superior y de la base. La altura del filete medida entre las truncaduras es, por consiguiente, igual a los de la altura del triangulo primitivo. En lo que respecta al vaco existente entre tornillo y tuerca en el fondo de los ngulos entrantes del perfil el ahondamiento debido a tal vaco no debe exceder de 1/16 de la altura del tringulo primitivo. Dimensiones

D = dimetro nominal despus de la truncadura. P = paso expresado en milmetros. h = altura terica del filete = 0.866P h1 = altura prctica del filete = h x 13/16 = 0,703P h2 = altura de contacto de los filetes = h x 12/16 = 0,649P.

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d = dimetro de mandrinado de la tuerca = D - 1.299P. = dimetro medio en los flancos del filete. r = redondeado del fondo del filete = 0.054P.

Usos Casi toda la tornillera mecnica internacional utiliza ste sistema de roscado, que satisface para la mayora de las uniones para tornillos y tuercas, por tornillos y taladros roscados, por prisioneros y tuercas, etc. Es, en total, el sistema de roscado ms extendido actualmente. ROSCA MTRICA FRANCESA Se diferencia del sistema internacional en que los fondos de rosca son rectos en vez de redondeados y que tericamente no existe el juego. En la prctica sta diferencia queda casi anulada. La rosca mtrica francesa es una adaptacin al sistema mtrico de la rosca americana Sellers. ROSCA MTRICA DIN Se diferencia del sistema internacional en que el redondeamiento del fondo del tornillo y el truncamiento de la cresta del filete de la tuerca son mayores. Con esto se consigue una mayor resistencia en el tornillo y una mayor facilidad en el roscado. El sistema internacional se hace prcticamente el taladro de la rosca con un valor mayor del terico, lo cual anula casi totalmente la diferencia que existe entre ste sistema y el DIN.

Rosca Mtrica DIN

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Sistema Sellers O United States Standard (U.S.S.)El roscado del sistema Sellers es corrientemente aplicado en los estados unidos. Fue establecido por William Sellers, industrial de Filadelfia, quien lo hizo aceptar oficialmente por el Franklin Institute, en 1864. Al igual que en el sistema Whitworth, sus dimensiones base se expresan en pulgadas inglesas. La rosca del sistema Sellers (S.S.) o nacional americana tiene la forma del filete semejante a la rosca mtrica. En cuanto a la forma del filete est engendrado por el enrollamiento en hlice de un tringulo equiltero truncado, cuyo lado situado paralelamente al eje del ncleo es, antes de truncarlo, igual al paso del tornillo. El tringulo primitivo est truncado por dos paralelas a su base, respectivamente distanciadas de su vrtice superior y de la base 1/8 de la altura terica. La altura prctica de los filetes es igual a los de la altura del tringulo inicial. Esta rosca como lo precedente, da un ajuste perfecto.

Roscado Para ArtilleraComo su nombre indica este modo de roscar es sobre todo, utilizado en las realizaciones de artillera para todas las piezas que tengan que soportar choques repetidos; en efecto, las armas de fuego estn sometidas a esfuerzos sbitos, a veces muy importantes. Los rganos de unin de los morteros, caones y ametralladoras, deben ser, por lo tanto objeto de una especial atencin desde el punto e vista de su roscado. Por la accin del choque provocado por el disparo de una bala o un obs, los filetes triangulares ordinarios tendran tendencia a escurrirse, tanto por el tornillo como por la tuerca. Tal inconveniente se remedia dirigiendo el esfuerzo sobre un flanco vertical, perpendicular al eje del tornillo, mientras que el otro flanco del filete se conserva inclinado para reforzar la resistencia al choque.

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Dimensiones

La forma de los filetes es: los hilos de la rosca de artillera se ejecutan segn dos ngulos diferentes: Con un ngulo de 45 para pasos superiores a 1 Mm. Con un ngulo de 30 para pasos inferiores a 1mm. La truncadura del filete la forman, en ambos casos, en el vrtice superior de1/8 de la altura terica y de 1/16 de esa misma altura en la base, y ello mientras no sobrepasan los 10 Mm. Por encima de 10 Mm., tanto en el vrtice superior como en la base, basta una truncadura de 1/16 de la altura terica. Para una rosca inclinada a 45, la altura prctica del filete del tornillo es de: h1 = P - (1/8+1/16 de P)= P x 13/16 = 0,812 P En el caso de la rosca inclinada a 30, la altura terica del filete es igual al paso dividido por tg 30, o multiplicado por cotg 30: h = P/tg 30 = P/0,557 = P x 1,732 La altura prctica es entonces: h1 = 1,407P

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La rosca de artillera es siempre engendrada por el enrollamiento en hlice, de un perfil cuya seccin es un tringulo rectngulo con uno de sus catetos perpendicular a las generatrices el cilindro soporte. Usos Las construcciones de artillera no son el nico caso en que se utiliza ste roscado particular; su facultad de reforzar la resistencia al esfuerzo lo hace muy apropiado para todos los rganos de mquinas que deban resistir grandes esfuerzos de compresin, como los tornillos para ajustar las correderas porta-punzn de las prensas de taladrar.

Sistemas De Roscas FinasLas roscas finas son semejantes a las roscas de sujecin, pero teniendo igualdad de dimetro poseen un paso ms pequeo y por tanto, una profundidad de rosca menor. Se emplean las roscas finas en todos aquellos casos en que las roscas normales de sujecin resultan con una profundidad demasiado grande para el espesor disponible como en husillos huecos, tubos, etc. Adems de los tipos de rosca fina correspondientes a los sistemas de rosca normal estudiados (Sistema Internacional, DIN, Sistema Whitworth, Sistema Sellers), existe un tipo especial de rosca fina: la rosca de gas. La forma del filete en todas ellas es exactamente igual al de la correspondiente rosca de sujecin normal.

Roscado Acmste sistema de roscado trapezoidal, que tiene los flancos inclinados a 1430', es el ms empleado en los estados unidos en sustitucin de los filetes cuadrados. El tornillo queda siempre centrado por sus flancos inclinados y su ajuste es muy sencillo, comparado con el de los tornillos de filete cuadrado; adems resulta posible corregir las holguras, y su construccin es ms fcil a la vez que su resistencia es mayor a la de los filetes cuadrados. El filete acm est engendrado por el enrollamiento en hlice, de un perfil cuya seccin es un trapecio issceles en el que el ngulo que forman sus dos lados paralelos es de 29. Las bases del trapecio son paralelas al ncleo del tornillo, y la mayor de ellas coincide con las generatrices del mismo.

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Dimensiones

D = dimetro nominal del tornillo, expresado en pulgadas inglesas. P = paso expresado en nmero de hilos por pulgada. h = altura de los filetes = P/2 + 0,254 Mm. a = 0,3707 P b = 0,3707 P - 0,1321 Mm. d = dimetro de mandrinado de la tuerca = D-P dimetro de ncleo del tornillo = D-(P + 0,508 Mm.)

Roscado Trapezoidal NormalizadoEl roscado trapezoidal normalizado no es, sino el roscado acm adaptado a las necesidades francesas, e igualmente concebido para suprimir las posibilidades de holguras inherentes a los tornillos de rosca cuadrada. La forma del filete trapezoidal normalizado est engendrada por el enrollamiento en hlice, de un perfil cuya seccin es un trapecio issceles en el que el ngulo que forman sus dos lados no paralelos es de 30 . Tambin en ste caso las bases del trapecio son paralelas al ncleo del tornillo, y la mayor de ellas coincide con las generatrices del mismo.

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Rosca Trapezoidal normalizada

Roscado CuadradoEl roscado cuadrado es un roscado que cada vez tiende ms a desaparecer, reemplazado por el roscado trapezoidal; se utilizaba casi exclusivamente para todos los tornillos de accionamiento de las mquinas-herramientas.

El filete cuadrado es engendrado por el enrollamiento en hlice de un perfil de seccin cuadrada con uno de los lados apoyando el cilindro generador.

Pudiendo ser los tornillos de varias entradas y hlices, el paso de la hlice es en tal caso, la distancia, expresada en milmetros, comprendida entre dos espiras de consecutivas de la misma hlice medida paralelamente al eje. Dimensiones

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D = dimetro normal del tornillo, expresado en milmetros. P = paso en milmetros h = altura de los filetes a) 1 hlice: 9/19P 0,473P

b) 2 hlices: 9/38P 0,237P

d = dimetro de mandrinado de la tuerca = D-0,946 Paso aparente.

Roscado Redondo NormalizadoEl roscado redondo normalizado es, pese a sus buenas cualidades mecnicas, un roscado poco utilizado debido a las dificultades mecnicas que entraa su ejecucin. Su utilizacin se recomienda para toda unin de rganos susceptibles de recibir choques, como los enganches de vagones. La forma del filete es segn la norma alemana DIN 405, con un ngulo de los flancos del filete de 30 y redondeamientos cuyo radio se aproxima a la mitad de la altura del filete. Dimensiones

D = dimetro nominal del tornillo expresado en milmetros.

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P = paso expresado en milmetros. R1 = radio de la coronacin del filete en el tornillo = 0,238P. R2 = radio del fondo del filete en el tornillo = 0,238P R3 = radio de la coronacin del filete en la tuerca = 0,236P. R4 = radio del fondo del filete en la tuerca = 0,221P. h = altura de los filetes = 0,5P. d = dimetro de mandrinado de la tuerca = D - 0,9P

Sistemas De Roscado De Poca UtilizacinAdems de las roscas anteriormente estudiadas hay otras de uso menos general, ya sea por que no fueron normalizadas, porque se han fabricado otras de mejor resistencia, o por su difcil forma de produccin. Entre estas citaremos las siguientes:

Sistema Lwenherz: Tiene filete triangular con ngulo de 53 30' achaflanado en las puntas 1/8 de la altura. Las medidas se dan en milmetros. Se utilizaba para mecnica de precisin y aparatos de ptica; para trabajos de mecnica fina, principalmente en Austria y Alemania. Sistema Thury: El sistema suizo Thury, llamado tambin de la British Association (B.A.), se utiliza en pequeos tornillos sobre todo para relojera. El ngulo de la rosca es de 47 30' y las crestas y fondos estn muy redondeados. Las medidas de ste sistema se dan en milmetros.

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ConclusionesComo conclusin llegue a que los tornillos aunque no lo parezca tiene bastante relevancia en nuestra vida cotidiana ya que la mayora de los objetos que hay en la cas tienen tornillo y son simples tornillos al cual el fabricante se le ocurra poner si no que para eso cada tornillo tiene su clasificacin y su uso de igual manera se da cuenta de que el tornillo aunque se vea una pieza sencilla tiene un cierto grado de dificultad en su creacin y desde la historia empez a funcionar de manera indita donde tubo su esplendor en la poca del renacimiento y su norma se estableci asta la revolucin industrial.

Bibliografa http://html.rincondelvago.com/roscas-y-tornillos_1.html http://www.baiz.net/es/conceptohusillo.html http://es.wikipedia.org/wiki/Roscado

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