ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

ELEMENTOS DE MAQUINAS

NOMBRE: JOSE CALUGUILLIN

DEBER Nº1

1. La figura muestra un eje soportado por cojinetes en A y en B. las fuerzas que actúan sobre el engranaje y la polea, montados con cuñas en el eje, ocasionan flexión. Suponga que las cargas son concentradas, tome como base un esfuerzo normal admisible por flexión de 24 ksi y determine las dimensiones de un eje hueco, de tamaño estándar, que tenga un diámetro interior de, aproximadamente, ¾ del diámetro exterior y que resista con seguridad las cargas.

2. La figura representa un eje con dos poleas y dos cojinetes (no ilustrados) en A y en B. En cada polea se indica la dirección de las tensiones de las bandas. El sistema de coordenadas se puede identificar por los subíndices de los vectores de las reacciones en los apoyos. Hállese el diámetro seguro del eje, considerando que el esfuerzo normal admisible es de 24 ksi y el esfuerzo cortante permisible es de 12 ksi.

3. Se han de evaluar los esfuerzos en dos puntos de la barra en voladizo que se muestra en la figura. Los elementos a considerar son el A en la parte superior de la barra y paralelo al plano xz, y el B situado en el lado delantero de la barra y paralelo al plano xy. Las cargas son F=0.55 kN, P=5kN y T=30Nm. Dibújese ambos elementos de esfuerzo, y márquese los ejes y las componentes de esfuerzo empleando las magnitudes y las direcciones apropiadas.

4. El berbiquí mostrado en la figura se emplea para aplicar un momento de torsión de 150 lb.pulg y un empuje de 50 lb a la broca cuando se taladra una pieza.

a) Dibújese un croquis tridimensional, muy esquemático, del berbiquí y calcule e indique todas las reacciones.

b) Seleccione elementos diferenciales en las partes superior, inferior y laterales de la sección A-A; luego calcúlense todos los esfuerzos de estos elementos.

c) La broca usada tiene un diámetro de espiga de ¼ pulg, en el punto donde sale del mandril sección B-B. suponga que la distancia de B-B a la superficie de madera es 3 pulgadas encuentre el mayor de los esfuerzos normales en esta sección, cuando el plano de berbiquí es horizontal.

5. La figura ilustra una manivela en la que actúa una fuerza F=300 lb que produce torsión y flexión en un barra eje de ¾ pulg de diámetro, fija a un soporte que esta sobre el origen de coordenadas. Tal soporte puede ser, en realidad, una pieza que se desea hacer girar, pero se considera estático.

a) Dibújense por separado diagramas de cuerpo libre de la barra AB y del brazo BC; después calcúlense el valor de todas las fuerzas y momentos flexionantes y de torsión que actúan. Señálense las direcciones de los ejes coordenados.

b) Determínese el esfuerzo máximo por torsión y por flexión en el brazo BC e indique donde se producen.

c) Sitúese un elemento diferencial en A y calcúlese todas las componentes de esfuerzo que actúan en este elemento.

6. La lijadora de disco que se muestra en la parte a de la figura emplea un motor de hp de capacidad con una velocidad a plena carga de 3400 rpm.

a) ¿Qué fuerza F debe ser aplicada al bloque de madera para que se desarrolle la potencia total del motor?

b) El cojinete A resiste cargas de empuje y radial y el B, solo radial. Determínense las reacciones en los apoyos debidas a la fuerza F calculada en la parte a).

c) Determínese la magnitud y la ubicación del esfuerzo principal máximo que se produce en el eje.

d) Enunciar todos los supuestos considerados para resolver este problema.