EJERCICIOS CAPITULO 8 (Tornillos y Sujetadores)

8-1. Un tornillo de transmisión de potencia tiene un diámetro de 25mm y un paso de rosca de 5mm.a) Calcule la profundidad de la rosca, el ancho de la rosca, los diámetros medio y de la raíz, y el avance, si se utilizan roscas

cuadradas.b) Repita el inciso a) para roscas Acme.

Respuesta:

Profundidad de rosca = 2.5 mm

Ancho a la linea primitiva = 2.5 mm

dm = 22.5 mm

dr = 20 mm

l = p = 5 mm

Profundidad de rosca= 2.5 mm Ancho = 2.5 mm dm = 25 − 1.25 − 1.25 = 22.5 mmdr = 25 − 5 = 20 mml = p = 5 mm

8-2. Con la información al pie de la tabla 8-1, demuestre que el área de esfuerzo de tensión es A1 = π/ 4 (d – 0.938.194p)2

Respuesta:De la tabla 8-1

8-3. Demuestre que para fricción nula en el collarín, la eficiencia de un tornillo de rosca cuadrada está dada por la ecuación.е = Grafique una curva de la eficiencia para ángulos de avance de hasta 45°, sea = 0.08

Respuesta:

Usamos f = 0,08 para traza la curva de rendimiento

8-4. Un tornillo de transmisión de potencia con rosca simple de 25mm tiene un diámetro de 25mm y un paso de 5mm. Una carga vertical en el tornillo alcanza un máximo de 6kN. Los coeficientes de fricción son 0,05 para el collarín y 0,08 para las roscas. El diámetro friccional del collarín es de 40mm. Determine la eficiencia global y el par de rotación para ‘elevar’ y ‘ bajar’ la carga.

Respuesta:

8-5. La maquina de la figura se utiliza para una prueba de tensión, pero no para una prueba de compresión. ¿Por qué? ¿pueden tener la misma rotación ambos tornillos?

Respuesta:

El collar (empuje) de fricción, en la parte inferior de los tornillos los deberán llevar en el cuello. El segmento inferior de los tornillos deben estar en la compresión. En caso de que las muestras de tensión y sus agarraderos deban estar en tensión. Ambos tornillos deben ser de los hilos del mismo lado.

8-6. La prensa del problema 8-5 tiene una carga nominal de 5000lb. Los tronillos gemelos cuentan con roscas Acme, un diámetro de 3 pulg y un paso de ½ pulg. Los coeficientes de fricción son 0.05 para las roscas y 0.06 para los cojinetes de los collarines. Los diámetros de los collarines miden 5 pulg. Los engranes tienen una eficiencia de 95% y una relación de velocidad de 75:1. Un embrague deslizante, en el eje del motor, previene la sobrecarga. La velocidad del motor a plena carga es de 1720 rpm. a) Cuando el motor se apaga, ¿con que rapidez se moverá la cabeza de la prensa? b) ¿Cuál deberá ser la potencia nominal del motor?

Respuesta:

8-7. Una prensa de tornillo similar a la de la figura tiene una manija con diámetro de 3/16 pulg, está hecha de acero AISI 1006 estirado en frio, la longitud global es de 3 pulg. El tornillo es 7/16 – 14 UNC y tiene una longitud de 53/4 pulg, global. La distancia de A es 2 pulg. La prensa sujetará partes de hasta 4 3/16 pulg de altura. a) ¿Que par de torsión sobre el tornillo causara que en forma permanente, la manija se doble? b) ¿Que fuerza de sujeción dará la respuesta al inciso (a) si se ignora la fuerza de fricción del collarín y si la fricción en la rosca es 0.075? c) ¿Que fuerza de sujeción causará que se flexione el tornillo? d) ¿Existen algunos otros esfuerzos o fallas posibles que se deban evaluar?

Respuesta:

8-8. En la prensa C de la figura del problema 8-7, se utiliza una rosca Acme de 5/8 – 6. Los coeficientes de fricción son 0.15 para las roscas y para el collarín. El collarín, que en este caso es de junta giratoria con placa de yunque, tiene un diámetro de fricción de 7/16 pulg. Los cálculos se tienen que basar en una fuerza máxima de 6 lb aplicada a la manija, a un radio de 23/4pulg desde la línea del eje del tornillo. Proporcione la fuerza de sujeción.

Respuesta:

8-9. Calcule la potencia requerida para impulsar un tornillo de transmisión de potencia de 40mm con roscas dobles cuadradas de un paso de 6mm. La tuerca se moverá a una velocidad de 48mm/s e impulsará una carga F = 10kN. Los coeficientes de fricción son 0.010 para las roscas y 0.015 para el collarín. El diámetro de fricción del collarín es 60mm.

Respuesta:

8-10. Un tornillo de transmisión de potencia con rosca cuadrada simple tiene una potencia de entrada de 3kW a una velocidad de 1rpm. El diámetro del tornillo mide 36mm y un paso de 6mm. Los coeficientes de fricción son 0.014 para las roscas y 0.09 para el collarín, con un radio de fricción del collarín de 45mm. Calcule la carga de resistencia axial F y la eficiencia combinada del tornillo y collarín.

Respuesta: