UNIVERSIDAD ANTONIO NARIÑO

DISEÑO MECÁNICO II

INFORME PRESENTADO AL ING. WILMAN OROZCO

Alumnos:

Danilo de la Iglesia Gerardo Linero Leiman Meneses

FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA

Guía No 1

INTRODUCCIÓN

En ingeniería el diseño mecánico es resultado de investigaciones sobre el límite de fluencia de los materiales, valor de esfuerzo aplicado en el que el material comienza a deformarse permanentemente, adquiriendo propiedades diferentes a las que tenía.

Para lograr un diseño adecuado, se debe llegar a un cociente límite de fluencia / fuerza aplicada (en la manera más sencilla de presentarlo) mayor a la unidad.

El proceso de diseño inicia con la identificación de la necesidad, para luego plantear el problema concreto, también se realiza de manera interactiva el análisis y síntesis hasta concluir con el diseño final.

El diseño mecánico es el diseño de objetos y sistemas de naturaleza mecánica; piezas, estructuras, mecanismos, maquinas y dispositivos e instrumentos diversos

1- Dos correas de transmisión pasan sobre una polea de doble tambor fija a un eje sostenidos por cojinetes en A y D. El radio de la polea interior es de 125mm y el radio de la polea exterior es de 250mm. Si se sabe que cuando el sistema está en reposo la tensión es de 90N en ambas porciones de la correa B y de 150N en ambas porciones de la correa C, determínese las reacciones en A y D. Supóngase que el cojinete D no experimenta ningún empuje axial.

HALLAR Deje y

Z

X30 N

30 N

150N

150N

DZ

AY

y

Z

X

(90 + 90)N

(150 +150) N

150N DZ

AY

BC

C =

300

CALCULO DE REACCIONESCond EQ

∑Fx = 0∑Fy = 0 → Ay + Dy – B = 0 → Ay + Dy = 180N (1)∑Fz = 0 Az + Dz – C = 0 → Az + Dz = 300N (2)

∑MAx = 0∑MAy = 0 → C * (250) – Dz * (450) = 0 → Dz = C*250 / 450 = 166,66N (3)∑MAz = 0 - B (150) + Dy * (450) = 0 Dy = B*150 / 450 = 60N (4)

De (3) en (2)Az = 300 – Dz = (300 – 166,66)N = 133,34N

De (4) en (1)Ay = 180 – Dy = (180 – 60)N = 120 Calculo del eje

DIAGRAMAS DE CARGA

Eje

y

120N

Vy

-60150mm

250mm

450mm-60N

L

My (N.mm)

A B C DL

18000 Mmax

Eje

Z

133,34

Vz

A 250mm

D

-166,66

L

Mz

A B 150

C 250 D 450L

33333,33 Mmax

-166,66

Mmax Mmax

Caso B

MRb = √My2b + Mz2b ; Myb = 33333,33 * 150 / 250 = 20000N.mmMRb = √ 180002 + 200002 = 26907 N.mm

Caso C

MRc = √My2c + Mz2c ; Myc = 18000 * 200 / 300 = 12000N.mmMRc = √ 120002 + 33333,332 = 29461N.mm

El Mmax del eje se de en C = 29461

Por Estática

Immax = MmaxC / I ; Sí N = 1,8 → N = Sy / Imax → Imax = Sy / N

Sí el eje es Dxxxx 1045 → Sy = 310 Mpa = 310 N/mm2 1Mpa = 106 N/m2 * 1m2 / 106mm2

Mmax ≡ 29461N.mm

C = Ø/2 = rejeI = πr4/4 S= I/C ≡ πr4/4*r = πr3/4

Immax = M/I/C = M/S → S = Mmax/ Imax → πr3/4 = Mmax / ImaxR3 = 4Mmax / π.Imax → r = ³√4Mmax / πImax mm = 6,019mm

Imáx = 310N/mm2 = 172N/mm2

C = r eje

Ø = 12mm Estático

Tmax = Tr/J + ØVr/A = ¾ Vr/A ; Vr = √Vy² + Vz² = √166² + 60² = 177NTmax = ¾ * 177/πr² = 3*177/4πr² = 42,25/r2Ta=0 ; Ta = 0Tm.eq = √Tm² + 3Tm² Tmax = Tmed = Mmax / S = 29461/πr³/4 ≡ 37510 / r³

Teq = √T²m + 3T²m = √(37510/r³)² + 3(42,25/r²)²

Tao =0

Imed = Imax / Imed = Imax

Se = Kc * Kt * Ksup * Kconf * SeCarga: FlexiónKc = 1Tamaño = 0,3 ‹ Ø 10In Así 1045

Int = 565N/mm²Kt = 0.896d-0,097 = 0,896 (r/2) -0,097

Sup. MecanizadoKsup = Astb ; A = 4,51 ; b = - 0,265Ksup = 4,51 * (565) -0,265 = 0,841

TemperaturaT‹ 450˚ → Ict = 1Conf 99,9

Kc = 0,702

Se´ = 0,5Sut 9 → Sut ‹ 1400Mpa Se´= 282,5N/mm²

Se = T * Se´= 1 * 0,896(r/2) -0,097 *¨0,841*1* 0,702* 288,5N/mm²

Nf = Se*Sut / Teq*Sut + Tmeq*Se = Se*Sut/TmeqSe

Taeq = 0

1,8 = Sut/Teq = 565 / √(37510/r³)² + 3(42,25/r²)² ≡

→ r = 10,61mm, es decir el diámetro es igual a 21,22mm.