Análisis de Elementos Mecánicos: Chavetas, Engranajes, Ajustes y Polímeros

Chavetas y Uniones

Chaveta forzada: F.normal, F.roz(fN), Moment.torsor(Mtor), Presión contacto resultante(P), F.roz consecuencia de la P(dFr).

Diferencia entre zunchado y engarce: Se deforma el elemento de unión. La F.max aparece en el montaje y, tras esto, el elemento se descarga, equivalente al zunchado temporalmente.

Muelles y Deslizamiento

Registro muelle compresión: a) Registro muelle compresión. b) Registro interno... El a) tiene mayor diámetro, por lo que tendrá mayor peso (aligeramiento en función del diámetro).

Deslizamiento:

• Elástico: En la polea conductora entra a una v1 y sale a una v2, es inevitable que deslice.
• D%, Desliz.elástico, Resbalamiento total, 0,2-0,4-0,6-0,8, γ

Roscas

Roscas métricas:

• M18x1.5: Rosca métrica internacional (SI, 60º)
• M18X2.5: Rosca Whitworth (BS, 55º)... Mayor grados respecto a BS, el paso, la profundidad.

Concentradores de Esfuerzo y Cargas Cíclicas

Concentrador: (Débil local/débil por la periferia/fuerte por la periferia). A (moderada/considerable) sobrecarga cíclica. Tracción-compresión cíclico/flexión unilateral cíclica/flex.bilateral cíclica/flex.simétrica a la rotación.

Tensores y Transmisibilidad

Tensores transmisibilidad:

• τA={xA*x+yA*y+zA*z}A -> Rótula
• τB={ yB*y+zB*z}B -> Línea angular (ambos dos poner una fila más abajo con un 0).

Longitud de Segmento de Acción

Long. segmento de acción: P1P2=T1P2+T2P1-T1T2=√(Ra1^2-Rb1^2) +√(Ra2^2-Rb2^2) - (Rp1+Rp2)senα

Carga Dinámica en Engranajes

Factores que influyen en la carga dinámica en engranajes:

• Rigidez del diente (flexión bajo el efecto de la carga).
• Error del dentado (diferencia geométrica entre perfil real y teórico).
• Velocidad de giro (condiciona la aceleración y deceleración del movimiento vibratorio y la frecuencia de excitación).

Diferencias entre Chavetas Libres y Forzadas

Diferencias entre chaveta libre y forzada según:

• Forma de transmitir: Libre por contacto (interferencia), Forzada por rozamiento.
• Montaje: Libre no se fuerza, Forzada se aplican fuerzas.
• Tolerancia y ajustes: Libre tolerancias mayores, Forzada menores.
• Capacidad de transmisión: Forzadas transmiten más par.

Defectos en Casquillos Zunchados

Defecto casquillo zunchado en un alojamiento: Colapso de la pared del casquillo por fallo de rigidez transversal.

Resistencia Equivalente y Cargas Térmicas

Resistencia equivalente: Aumento rigidez transversal. Disminuir cargas de origen térmico: frenos elásticos, refrigeración, holguras, juntas dilatación, refrigeración de zonas.

Diferencias entre Metales y Plásticos en Diseño

Diferencias diseño con metales y plásticos: Contracción post moldeo, menor rigidez y resistencia, posibilidad de formas complejas, menor coste.

Diseño Óptimo con Nervios

Mejor caso a: (Lo que parece una semiesfera con nervio dentro) El nervio trabaja mejor a compresión que a tracción, ya que en muchos materiales presenta mejores propiedades.

Ajustes de Transición

Ajuste de transición: Aquel que puede presentar holgura o interferencia según varían las medidas de las piezas dentro de su tolerancia.

Sustitución de Materiales Tradicionales por Plásticos

Sustitución de materiales tradicionales por plástico:

• Higiene: Palé, más fácil de limpiar.
• Estético: Carro de compra, más posibilidades.
• Peso: Arqueta, más fácil transporte.
• Rapidez: Clip, aumenta producción.

Variación de Rigidez, Resistencia y Peso

W/Wo(J/Jo): Variación de rigidez, resistencia y peso con el criterio de mismo volumen. Entre 0,3 y 0,7 gran reducción de peso con pequeña variación de rigidez y resistencia. Es la óptima de reducción.

Dilatación Térmica en Ejes

Eje y dilatación térmica: b) Menor distancia de registro entre ejes y engranajes, por lo que habrá menos problemas de dilatación.

Relación Presión-Contracción

Relación presión-contracción: Relación presión-contracción con el espesor. Eje dentro de algo: no aparecen dos concentradores de esfuerzos en la misma línea.

Propiedades Físicas de Polímeros

Propiedades físicas de polímeros: Vol.específico, conductividad térmica, %cristalinidad. Biela normal e inclinada: porque la línea de partición del molde está en un mismo plano.

Diseño de Moldes para Metales

Diseño correcto molde metales: Contrasalida, registro macho, salida gases, ángulo desmoldeo, contracción, espesores uniformes.

Unión de Plástico y Metal con Tornillo

Unión plástico y metal con tornillo, problemas: Poca resistencia en plástico, distinto dimensionado, fácil rotura.

Criterios de Mecanizado

Criterios de mecanizado: Mínima eliminación de material, separación formas complejas en simples, acceso de herramienta, formas adecuadas de las herramientas, mecanizado ejes frente a agujeros.

Proceso de Inyección

Proceso de inyección: Inyección, compactación, enfriamiento, dosificación, expulsión pieza. Fases curvas PVT: plastificación, inyección, compactación, enfriamiento, expulsión y contracción post-moldeo.

Montaje por Zunchado

Montaje por zunchado: Con prensa, diferencial térmico, aumento diámetro eje, gargantas de concentración de esfuerzos, ejes con registros, chaflán de entrada, guiar las piezas, disposición favorecedora de desmontaje.

Contracciones

Contracciones: +calor + enfriamiento +contracción; dirección avance +contracción que la transversal; zona +gruesa contrae +tiempo y arrastra la zona delgada.