Diseño de ejes

 DISEÑO DE ELEMENTOS MECÁNICOS

DISEÑO DE EJES DE TRANSMISIÓN

Vea la figura P12-1. El eje gira a 550 rpm y sostiene un engrane recto B de 96 dientes y paso diametral 6. Los dientes tienen perfil de involuta de 20°, a profundidad completa. El engrane recibe 30 HP de un piñón directamente arriba de él. Calcule el par torsional que se entrega al eje, y las fuerzas tangencial y radial que ejerce el engrane sobre el eje.

Vea la figura P12-5. El eje gira a 240 rpm y sostiene un engrane recto D con 48 dientes y paso diametral 6. Los dientes tienen perfil de involuta de 20°, a profundidad completa. El engrane recibe 15 HP del piñón Q, cuya ubicación se indica. Calcule el par torsional entregado al eje y las fuerzas tangencial y radial que ejerce el engrane sobre el eje. Descomponga esas fuerzas en sus componentes horizontal y vertical, y determine las fuerzas netas que actúan sobre el eje en D, en direcciones horizontal y vertical.

El eje de la figura P12-17 es parte de un sistema secador de granos. En A hay un ventilador tipo hélice, que requiere 12 HP para girar a 475 rpm. El ventilador pesa 34 lb, las cuales deben incluirse en el análisis. La polea para banda plana en D entrega 3.5 HP a un transportador de gusano que maneja el grano. Toda la potencia entra al eje a través de la polea para bandas V en C. Use acero AISI 1144 estirado en frío.

Diseñe un eje para sostener los accesorios mostrados en la figura 6-5 con un factor de seguridad mínimo de diseño igual a 2.5.

Se proporciona En la figura 6-5 se muestra un diseño preliminar de la configuración del eje. Debe transmitir 2 hp a 1 725 rpm. El torque y la fuerza sobre el engrane son constantes en el tiempo. Suposiciones

No existen cargas axiales aplicadas. Se usará acero para vida infinita. Suponga un factor de concentración de esfuerzos de 3.5 para los radios de los escalones en flexión, 2 para los radios de los escalones en torsión y 4 en los cuñeros.* Como el torque es constante y el momento de flexión es de ciclo invertido, se debe usar el método ASME de la ecuación 6.6, y se comparará con el método general usando la ecuación 6.8