Diseño en ingenieria mecanica de Shigley

CAPÍTULO 14 Engranes rectos y helicoidales 761
14-5 Un piñón recto de acero tiene un módulo de 1 mm, 16 dientes en corte sobre el sistema de altura completa
de 20° y capacidad para soportar 0.15 kW a 400 rpm. Determine un ancho de cara adecuado basado
en un esfuerzo de flexión permisible de 150 MPa.
14-6 Un piñón recto de acero de altura completa de 20° que tiene 17 dientes y un módulo de 1.5 mm transmite
0.25 kW a una velocidad de 400 rpm. Encuentre un ancho de cara apropiado si el esfuerzo de flexión no
debe exceder de 75 MPa.
14-7 Un piñón recto de acero de altura completa de 20° tiene un paso diametral de 5 dientes/pulg y 24 dientes
y transmite 6 hp a una velocidad de 50 rpm. Determine un ancho de cara apropiado si el esfuerzo de
flexión permisible es de 20 kpsi.
14-8 Un piñón recto de acero transmite 15 hp a una velocidad de 600 rpm. El piñón está tallado en el sistema
de altura completa de 20° y tiene un paso diametral de 5 dientes/pulg y 16 dientes. Encuentre un ancho
de cara adecuado con base en un esfuerzo permisible de 10 kpsi.
14-9 Un piñón recto de acero de altura completa de 20° con 18 dientes transmite 2.5 hp a una velocidad de
600 rpm. Determine los valores apropiados del ancho de cara y del paso diametral con base en un esfuerzo
de flexión permisible de 10 kpsi.
14-10 Un piñón recto de acero de altura completa de 20° transmite 1.5 kW a una velocidad de 900 rpm. Si el
piñón tiene 18 dientes, determine los valores adecuados del módulo y del ancho de cara. El esfuerzo de
flexión no debe exceder de 75 MPa.
Sección 14-2
14-11 Un reductor de velocidad tiene dientes de altura completa de 20° y se compone de un piñón recto de
acero de 22 dientes que controla una corona de hierro fundido de 60 dientes. La potencia transmitida es
de 15 hp con una velocidad del piñón de 1 200 rpm. Para un paso diametral de 6 dientes/pulg y un ancho
de cara de 2 pulg, encuentre el esfuerzo de contacto.
14-12 Un control de engranajes se compone de un piñón recto de acero a 20° con 16 dientes y una corona de
hierro fundido de 48 dientes con un paso de 12 dientes/pulg. Para una entrada de potencia de 1.5 hp y
una velocidad del piñón de 700 rpm, seleccione un ancho de cara basado en un esfuerzo de contacto
permisible de 100 kpsi.
14-13 Un conjunto de engranes tiene un paso diametral de 5 dientes/pulg, un ángulo de presión de 20° y un
piñón recto con 24 dientes de hierro fundido que controla una corona de hierro fundido de 48 dientes. El
piñón gira a 50 rpm. ¿Qué entrada de potencia en caballos de fuerza puede emplearse con este engranaje
si el esfuerzo de contacto está limitado a 100 kpsi y F = 2.5 pulg?
14-14 Un piñón recto de hierro fundido con 20 dientes a 20° y con un módulo de 4 mm controla una corona
de hierro fundido de 32 dientes. Encuentre el esfuerzo de contacto si la velocidad del piñón es de 1 000
rpm, el ancho de cara es de 50 mm y se transmiten 10 kW de potencia.
14-15 Un piñón y una corona rectos de acero tienen un paso diametral de 12 dientes/pulg, dientes fresados, 17
y 30 dientes, respectivamente, un ángulo de presión de 20° y una velocidad del piñón de 525 rpm. Las
propiedades de los dientes son S ut = 76 kpsi, S y = 42 kpsi y la dureza Brinell es 149. Para un factor de
diseño de 2.25, un ancho de la cara de 7 8
pulg, ¿cuál es la capacidad nominal de potencia del engranaje?
14-16 Un par de engranajes compuesto de un piñón de acero y una corona con dientes fresados tienen S ut =
113 kpsi, S y = 86 kpsi y una dureza en la superficie de la involuta de 262 Brinell. El paso diametral mide
3 dientes/pulg, el ancho de la cara 2.5 pulg y la velocidad del piñón es de 870 rpm. Los números de los
dientes son 20 y 100, respectivamente. Para un factor de diseño de 1.5, determine el valor nominal de la
potencia del engranaje, considerando tanto flexión como desgaste.
14-17 Un piñón recto de acero gira a 1 145 rpm. Con un módulo de 6 mm, un ancho de la cara de 75 mm y
tiene 16 dientes fresados. La resistencia última a la tensión en la involuta es 900 MPa, que muestra una
dureza Brinell de 260. La corona es de acero con 30 dientes y tiene una resistencia de material idéntica.
Para un factor de diseño de 1.3, encuentre la potencia nominal del engranaje con base en la flexión
resistiva y la fatiga de desgaste del piñón y de la corona.