Preguntas preparatorias para el examen final de la asignatura DISEÑO DE MÁQUINAS

Preguntas preparatorias para el examen final de la asignatura DISEÑO DE MÁQUINAS

1. A partir del esquema de la figura 1, considerando que la sección de la barra es circular, debe hacerse de acero laminado 1030, determinar la sección comprobando la rigidez flexionante y torsional y también la resistencia mecánica. Asumir la carga como estática y también  que  la aplicación no genera riesgos para la integridad personal.

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Figura 1.

2.  Comente la norma ISO 6336 requerida para el cálculo estandarizado de engranajes (cálculos de resistencia al contacto-desgaste y de resistencia en la raíz del diente).

3. Defina: esfuerzo último de tensión, límite de proporcionalidad, límite de fluencia, elongación, elongación unitaria, módulo de elasticidad o módulo de proporcionalidad, módulo de Poisson, energía por unidad de volumen, deformación elástica, deformación plástica.

4. Dibuje los diagramas de cortante y momento flector para las vigas representadas en la figura 2, más o menos a escala. Obtenga las expresiones para los valores máximo (absolutos) de V y M en términos de los parámetros mostrados (L, a, b, P, q0).

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Figura 3.

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Figura 3.

5. Diseñe una columna de madera de sección transversal cuadrada para transmitir una fuerza de compresión de 50000 N a través de 4 metros de longitud. Use un módulo de elasticidad de 15000 MPa y un límite de fluencia de 40 MPa. Se debe obtener un factor de seguridad de 2. Determine las dimensiones de la sección transversal para dos condiciones diferentes de restricciones en los extremos: a) articulada – articulada y b) apoyada elásticamente en los dos extremos, tal que el coeficiente de longitud efectiva se estima que es 0,70.

6. Dimensione los remaches de la figura 3, considerando el material de acero 1030, con superficie endurecida por cementación. La carga transmitida P = 500 N. Para el cálculo considere tanto los esfuerzos de contacto (aplastamiento), como los de cizalladura. Asuma un coeficiente de seguridad de 3.

7. Formule y explique las teorías de Soderberg, Goodman y Gerber. Válgase de diagramas y de las ilustraciones necesarias para deducir las fórmulas empleadas para el cálculo de piezas sometidas a esfuerzos variables y combinados surgidos por la combinación de cargas cortantes, flectoras, torsionantes y normales.

8. El árbol de acero 3140 laminado simple ilustrado en la figura 4 soporta dos poleas para correas planas y gira a 200 rpm. La tensión en el lado flojo de la correa de la polea A es 10 % de la tensión en el lado tirante. Considerando los rodamientos autoalineantes y teniendo en cuenta las dimensiones mostradas en la figura, determinar:

a) El momento torsor transmitido por las poleas;

b) Los diagramas de cortantes y de momentos torsores y flectores;

c) El diámetro del árbol para vida indefinida asumiendo que las propiedades del material son confiables y que la rotura del árbol puede provocar el paro de la máquina que acciona.

d) Los ángulos de torsión en los diferentes tramos del árbol.

e) Los ángulos de deflexión y las flechas a lo largo del árbol.

f) Calcule las chavetas (cuñas) para la transmisión de la potencia

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Figura 6.

9. ¿Qué es el número de Sommerfeld y qué importancia tiene para el cálculo de cojinetes? ¿Qué ajustes (con holgura) resultan preferentes para el montaje de cojinetes hidrodinámicos?

10. Explique la metodología de selección de los rodamientos de bolas y de los rodamientos cónicos. ¿Qué importancia tiene la holgura radial de los rodamientos?

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