Diseño en ingenieria mecanica de Shigley

928 PARTE TRES Diseño de elementos mecánicos
En el caso del cojinete A, se supone de nueva cuenta un cojinete de bolas,
2.8 × 10 8 /10 6
1/3
F RA = 375
0.02 + 4.439(1 − 0.99) 1/1.483 = 407 lbf
Se elige un cojinete de bolas específico del catálogo de SKF en internet.
Cojinete de bolas de ranura profunda en el extremo izquierdo del eje
C = 5 058 lbf, DI = 1.000 pulg, DE = 2.500 pulg, W = 0.75 pulg
Diámetro del hombro = 1.3 pulg a 1.4 pulg, y un radio de entalle máximo = 0.08 pulg
En este punto, las dimensiones reales del cojinete pueden verificarse de nuevo comparándolas
con los supuestos iniciales. En el caso del cojinete B, el diámetro interior de 1.1811
pulgadas es ligeramente mayor que el original de 1.0 pulgadas. No hay razón para que esto
sea un problema mientras haya sitio para el diámetro del hombro. La estimación original de
los diámetros de soporte del hombro era de 1.4 pulgadas. Mientras este diámetro sea menor
que 1.625 pulgadas, el siguiente paso del eje, no habrá problema. En el estudio de caso, los
diámetros recomendados de soporte del hombro se encuentran dentro del intervalo aceptable.
Las estimaciones originales de concentración de esfuerzo en el hombro del cojinete supone
un radio de entalle tal que r/d = 0.02. Los cojinetes reales seleccionados tienen radios de
0.036 y 0.080, lo cual permite que los radios de entalle se incrementen a partir del diseño
original, lo que disminuye los factores de concentración de esfuerzo.
Los anchos de los cojinetes se encuentran cercanos a las estimaciones originales. Deberán
efectuarse ligeros ajustes a las dimensiones del eje para que coincida con los cojinetes. No
debería haber necesidad de rehacer el diseño.
18-10 Selección de cuña y anillo de retención
La evaluación y selección de cuñas se explicó en la sección 7-7, p. 376, con una muestra en
el ejemplo 7-6, p. 382. El tamaño de la sección transversal de la cuña será impuesto por la correlación
con el tamaño del eje (vea las tablas 7-6 y 7-8, pp. 379 y 381), y por supuesto deben
coincidir con todas las cuñas del diámetro interior del engrane. La decisión del diseño incluye
la longitud de la cuña y, si es necesario, una actualización en la elección del material.
La cuña podría fallar por cortante a través de la cuña, o al aplastamiento debido al esfuerzo
del cojinete. En el caso de una cuña cuadrada, es adecuado verificar únicamente la falla
por aplastamiento, puesto que la falla por cizallamiento o corte será menos crítica de acuerdo
con la teoría de falla de energía de distorsión, e igualmente de acuerdo a la teoría de falla por
esfuerzo de corte máximo. Verifique el ejemplo 7-6 para investigar las razones de ello.
ESTUDIO DE CASO PARTE 8
DISEÑO DE CUÑAS
Continúe el caso de estudio con la especificación de las cuñas apropiadas para los dos
engranes del eje intermedio, para proporcionar un factor de seguridad de 2. Los engranes
se adecuarán en diámetro interior y cuñas a las especificaciones requeridas. La
información que se obtuvo previamente incluye lo siguiente:
Par de torsión transmitido: T = 3 240 lbf-pulg
Diámetros interiores: d 3 = d 4 = 1.625 pulg
Longitudes de centro del eje: l 3 = 1.5 pulg, l 4 = 2.0 pulg