Elementos de Máquinas vol 2 - Niemann

TRATADO TEÓRICO-PRÁCTICO DE ELEMENTOS DE MÁQUINAS Cálculo, diseño y construcción POR EL Dr.-Ing. G. Niemann Profesor de la Escuela Técnica Superior de Múnich Con 1133 ilustraciones\n\nEDITORIAL LABOR, S.A.\n\nBARCELONA - MADRID - BUENOS AIRES - RIO DE JANEIRO\nMÉXICO - BOGOTÁ - MONTEVIDEO - CARACAS - LISBOA - QUITO\n1973 SEGUNDA PARTE Transmisiones índice de materias PRIMERA PARTE Fundamentos, uniones, cojinetes, árboles y accesos\n\n1. Fundamentos\n1.1. Puntos de vista y métodos de trabajo\n1.1.1. Enfoques del desarrollo constructivo\n1.1.2. Ejecución de los supuestos previstos y cuñando presión del problema...\n\n2. Reglas de conformación\n2.1. Influencia de la función y de la economía\n...\n\n2.14. Bibliografía Índice de materias\n\n3. Esfuerzos normales entre dos superficies (presión superficial) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19\n4. Esfuerzos normales producidos por un momento flector . . . . 20\n5. Esfuerzo normal equivalente de una fuerza longitudinal y momentos de flexión . . . . . . 21\n6. Esfuerzo cortante producido por fuerzas transversales . . . 24\n7. Esfuerzo cortante total . . . . . . . . . . . \n8. Determinación del esfuerzo combinado . . . . . . . . \n9. Esfuerzos en el chaflán . . . . . . . . . . . . .\n10. Esfuerzos en el chogue . . . . . . . . . . . \n3.2. Valores estáticos y dinámicos . . . . . . . .\n1. En el estudio de resistencia . . . . . . . . 63\n2. Para otros tipos de carga . . . . . . . . . . \n3. Valores de la dureza . . . . . . . . . . .\n3.3. Métodos de aspecto constantes . . . . . . . . \n1. Principios fundamentales . . . . . . . . . . \n2. Disminución de la resistencia a la fatiga . . . . 67\n3. Inmunidad de la resistencia a la fatiga . . . .\n4. Resistencia a la fatiga de la pieza (límites de fatiga) . . . . 69\n3.4. Resistencia al choque . . . . . . . . . . \n1. La resistencia al choque de piezas entalladas . . . \n2. Límite de fatiga al choque . . . . . . . . .\n3. Límite fático de golpes . . . . . . . . . .\n3.5. Esfuerzo admissible . . . . . . . . . . . . 70\n4. Definición . . . . . . . . . . . . . . . . . .\n3.6. Determinación de la resistencia útil ... 74\n3.7. Desarrollo del coeficiente de divergencia de carga . . 78\n4. Cálculo del coeficiente de seguridad sólido Gc . . 82\n5. Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . \n\n4. Conformación de los materiales según sus magnitudes características . . . . . . . . . . . . . . 85\n4.1. Generalidades . . . . . . . . . . . . . .\n4.2. Conformación con ahorro de material (construcción ligera por la\nfalta) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88\n1. Abonos principios fundamentales . . . . . .\n2. Elección de la sección transversal adecuada . . . . 92\n3. Otras medidas ... 93\n4. Construcción ligera de acero . . . . . . . .\n4.1. Reducción obtenible en el peso . . . . . . .\n1. Tipo de construcción . . . . . . . . . . . .\n2. Rígido y comportamientos en cuanto a vibraciones . . . .\n3. Distinciones ligeras con metales ligeros . . . .\n4. Dimensiones de peso y de costo que pueden conseguirse . . 100\n5. Tipología de construcción . . . . . . . . .\n6. Bibliografía \n\n5. Materiales, tablas de perfiles y de dimensiones . . . . . . 103\n5.1. Elección de los materiales . . . . . . . . . . 103\n5.2. Hierro fundido martillado . . . . . . . . . . 106\n5.3. Acero dulce (acero laminado, acero forjado, acero de construcción). . 107\n1. Influencia de los ingredientes aleativos . . . 109\n2. Tratamiento térmico y de temple . . . . . . 110\n5.4. Tipos D.N. . . . . . . . . . . . . . . . . 111\n1. Chapas de acero . . . . . . . . . . . . . . 112\n2. Aceros pintados . . . . . . . . . . . . . . 113\n3. Aceros para construcción de máquinas . . . 114\n4. Aceros para centrar al soldador . . . . . 115\n5. Aceros para tratar . . . . . . . . . . . . . 116\n6. Aceros cilíndricos y acerados para máquinas y herramientas auto . 117\n7. Aceros en rosettes . . . . . . . . . . . . . 118\n8. Aceros resistentes al calor y a la formación de soldaduras . . . . 119 12. Aceros inoxidables e inalterables por los ácidos . . . 120\n13. Aceros de herramientas y metales de corte . . . . . . 122\n5.4. Metales no ferrosos . . . . . . . . . . . . . . . . 124\n1. Aluminio y aleaciones de aluminio . . . . . . . . . 125\n2. Magnesio y aleaciones de Mg . . . . . . . . . . . 127\n3. Zinc (Zn) y aleaciones de Zinc . . . . . . . . . 129\n4. Cobre (Cu) y aleaciones de cobre . . . . . . . . . 130\n5.5. Materiales no metálicos . . . . . . . . . . . . 132\n1. Madera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132\n2. Materiales artificiales plásticos . . . . 134\n3. Materiales cerámicos . . . . . . . . . . . 135\n4. Materiales especiales . . . . . . . . . . . 136\n5.6. Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . 137\n5.7. Tabla de perfiles y dimensiones . . . . . . . 138\n6. Normas, cifras normativas y tolerancias . . . . . . 157\n6.1. Normas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157\n6.2. Cifras . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157\n6.3. Tolerancias . . . . . . . . . . . . . . . . 157\n6.4. Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . 163\n\nH. Elementos de unión . . . . . . . . . . . . . . . . 166\n7. Uniones soldadas . . . . . . . . . . . . . . . 166\n7.1. Aplicaciones . . . . . . . . . . . . . . . . 167\n7.2. Ejecución . . . . . . . . . . . . . . . . . 167\n7.3. Normas especiales . . . . . . . . . . . . . 170\n7.4. Tipos de empalmes y de . . . . . . . . . . 171\n8. Unión por soldadura de aleación . . . . . . . . 182\n8.1. Generalidades . . . . . . . . . . . . . . . 182\n8.2. Procedimientos de soldadura de aleación . . 183\n8.3. Dimensionado de las uniones soldadas . . . 185\n8.4. Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . 186\n\n9. Uniones remachadas . . . . . . . . . . . . . . . . 186\n9.1. Empleo y ejecución . . . . . . . . . . . . . 186\n9.2. Solicitación y dimensionando . . . . . . . 187\n9.3. Datos experimentales . . . . . . . . . . . . 188\n9.4. En estructuras metálicas . . . . . . . . . 189\n1. Construcción . . . . . . . . . . . . . . . . 189\n2. Ejemplo de cálculo . . . . . . . . . . . . . 191\n3. Uniones remachadas de simple curvatura . . . 193\n9.5. En estructuras de metal ligero . . . . . . 195\n9.6. En la construcción de calderas . . . . . . 198\n9.7. En la construcción de depósitos . . . . . . 200\n9.8. Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . 204 10.4. Rosca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211\n10.5. Transformación de fuerza y rendimiento . . . . . . 213\n10.6. Fuentes de piegure . . . . . . . . . . . . . . 216\n10.7. Solicitación y cálculos . . . . . . . . . . . . 218\n1. Tornillo en tensión inicial cargas longitudinalmente . . 216\n2. Tornillos sometidos longitudinalmente a choques . . . . 220\n3. Tornillos con carga transversal . . . . . . . . 221\n4. Tornillos transmisores de movimiento, por ejemplo, para gatos . 222\n5. Expansión de elevación . . . . . . . . . . . 224\n10.8. Valores experimentales y dimensiones de los tornillos . . 223\n10.9. Normas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229\n11. Unión por medio de pernos y pasadores . . . . . . 229\n11.1. Empleo . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230\n11.2. Realización . . . . . . . . . . . . . . . . 231\n11.3. Solicitación y dimensionando . . . . . . . 233\n11.4. Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . 236\n12. Resortes elásticos . . . . . . . . . . . . . . 236\n12.1. Una aplicación . . . . . . . . . . . . . . 236\n12.2. Símbolos, pruebas y valores característicos . . . . 238\n12.3. Reservas de esfuerzo estático . . . . . . . 239\n12.4. Reacciones en el extremo según la figura 12.20 . 253\n12.5. En la figura 12.21 . . . . . . . . . . . . 257\n12.6. Proceso de zona . . . . . . . . . . . . . 263\n12.7. Ciclodriones propias . . . . . . . . . . . . 263\n12.1. Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . 263\n13. S572. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270\n13.1. Generalidades . . . . . . . . . . . . . . . . 270\n13.2. Símbolo . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270\n13.3. Esfuerzo . . . . . . . . . . . . . . . . . 276\n1. Caso de contacto puntual . . . . . . . . . . 276\n2. Tensión corriente máxima . . . . . . . . . . 278\n3. Astenor debido a la presión de engrase . . . 280\n4. Carga enamora admissible . . . . . . . . . . 271\n5. Carga externa admissible . . . . . . . . . . 273\n6. Influencia del diámetro y de la adaptación . . . 276\n7. Inercia del tipo de contacto . . . . . . . . . 276\n8. Ejemplo de cálculo . . . . . . . . . . . . 279\n9. Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . 279 Índice de materias\n\nIII. rodamientos\n\n 14. Generalidades ................................................................................... 281\n 1. Propiedades .............................................................................. 281\n 2. Límites de su empleo ................................................................ 281\n 3. Construcción ....................................................................... 283\n 4. Dimensiones constructivas de los rodamientos normalizados ............ 284\n 5. Materiales ............................................................................... 284\n 6. Efectos ..................................................................................... 285\n 7. Montaje ................................................................................... 286\n 8. Normas DIN referidas a rodamientos ........................................ 286\n 14.2. Capacidad de carga ................................................................ 286\n 1. Símbolos .................................................................................. 286\n 2. Capacidad de carga dinámica .................................................. 287\n 3. Capacidad de carga estática .................................................... 287\n 4. Carga específica K ................................................................ 287\n 5. Carga y durabilidad ................................................................ 287\n 6. Casos especiales de carga ...................................................... 288\n 7. Influencias diversas ............................................................... 290\n 14.3. Rozamiento, lubricación y temperatura del cojinete ............................ 309\n 14.4. Bibliografía ............................................................................ 309\n\n 15. Cojinetes de fricción ................................................................... 309\n 15.1. Generalidades ....................................................................... 309\n 1. Propiedades y aplicaciones ....................................................... 309\n 2. Tendencias modernas .............................................................. 309\n 15.2. Clasificación de los rodetes ..................................................... 310\n 1. Constitución en marcha, teoría de la lubricación.................. 310\n 2. Símbolos y dimensiones ....................................................... 311\n 15.3. Dimensiones de los cojinete de empuje transversal ............... 312\n 1. Rozamiento y presión de lubricación .................................. 312\n 2. Calentamiento ................................................................... 312\n 3. El diámetro del aerón ....................................................... 318\n 4. Atributo del cojinete .......................................................... 318\n 5. Viscosidad y del aceite ...................................................... 318\n 6. Temperatura ..................................................................... 319\n 7. Ejemplos......................................................................... 319\n 15.4. Forma de los cojinetes de empuje transversal ....................... 319\n 1. Material de las juntas deslizantes ..................................... 319\n 2. Esquema del cojinete ....................................................... 319\n 3. Diámetro exterior del casquillo de cojinete ........................ 320\n 4. Revestimiento metálico ...................................................... 320\n 5. Juego radial ...................................................................... 321\n 6. Las ranuras de lubricación .................................................. 321\n 7. Entrada y salida del lubricante ............................................ 321\n 8. Estampación del cojinete ................................................... 323\n 9. Normas [B] ...................................................................... 323\n 15.5. Lubricación de los cojinetes de empuje transversal ................. 323\n 1. Clase de lubricación ......................................................... 323\n 2. Disposición y cuadro de lubricación ................................. 324\n 3. Lubricación en carrera ...................................................... 324\n 4. La lubricación mensual acero ............................................. 325\n 5. Lubricación por inmersión .................................................. 325\n 6. Lubricación por inyección ................................................. 325\n 7. La lubricación a alta presión ............................................... 325\n 15.6. Cojinetes de empuje axial ....................................................... 326\n 1. Generalidades .................................................................. 326\n 2. Cojinete plano en lubricación a presión ............................. 326\n 3. Cojinete de empuje axial de segmentos .............................. 327\n 4. Realización de los cojinete de empuje axial ....................... 328\n 15.7. Materiales antifricción ............................................................ 328\n 15.8. Bibliografía ............................................................................ 328 Índice de materias\n\n16. Lubricantes .................................................................................... 318\n 16.1. Generalidades ...................................................................... 318\n 16.2. Propiedades y ensayos de los lubricantes ............................... 321\n 16.3. Viscosidad de los aceites lubricantes .................................... 316\n 16.4. Bibliografía ............................................................................ 316\n\nIV. Ejes y accesorios ..................................................................... 347\n 17. Generalidades ......................................................................... 347\n 17.1. Cu eje de dimensiones de los ejes y árboles ........................... 349\n 1. Ejemplos de caleno ................................................................ 351\n 17.2. Árboles articulados y árboles flexibles ................................ 356\n 17.3. Bibliografía ............................................................................ 358\n\n18. Unión de árboles y cubos ......................................................... 360\n 18.1. Generalidades ....................................................................... 360\n 1. Símbolos para los cálculos ............................................... 360\n 2. Inercia por momentum ...................................................... 363\n 3. Fuerzas en la unión aprisionada ...................................... 364\n 4. Fuerzas y tensiones en el ajuste apretado ......................... 366\n 5. Ajuste aprentado longitudinal ........................................... 366\n 6. Ángulo cónico ..................................................................... 370\n 18.2. Ingreso por cierre de forma .................................................. 371\n 1. Los pasadores longitudinales y los transversales ............ 372\n 2. Chaveta .............................................................................. 373\n 3. Perfil dentado .................................................................... 373\n 4. Trinque por cierre de forma, con tensión inicial ................. 374\n 5. Chaveta lenticular .............................................................. 374\n 6. Chaveta plana ................................................................... 374\n 7. Chavetas transversales .................................................... 375\n 18.3. Bibliografía ............................................................................. 377\n\n19. Acoplamientos, fornace .............................................................. 381\n 19.1. Acoplamientos rígidos ............................................................ 381\n 1. Detudado triangular en correa ............................................ 381\n 2. Acoplamiento de discos ................................................... 382\n 3. Acoplamiento de mangueta .............................................. 382\n 4. Acoplamiento de molidos Stieber .................................... 384\n 5. Acoplamientos compensatorios ......................................... 385\n 6. Allemnros intermedios deformables ................................ 386\n 19.2. Embragues ............................................................................ 386\n 1. Embragues con unión por cierre de fuerza ........................... 386\n 2. Embragues con unión por cierre de forma ....................... 390\n 19.3. Bibliografía ............................................................................ 392\n\nV. Transmisiones ............................................................................... 397\n 20. Aplicación, comparación y ecuaciones fundamentales ............. 397\n 20.1. Tipos constructivos, sus propiedades e indicaciones sobre su aplic ................ 397\n 1. Transmisiones por engranaje .............................................. 397\n 2. Transmisiones por cadena ................................................... 400\n 3. Transmisiones por correa ................................................... 401\n 4. Transmisión por ruedas de fricción ................................ 402\n 5. Comparación de los datos técnicos ................................ 404\n 20.5. Bibliografía ................................................................................. 405 Índice de materias\n\n21. Reductores dentados, fundamentos .............................................. 419\n 21.1. Geometría del dentado .............................................................. 422\n 1. Ley de engranaje .......................................................... 422\n 2. Eje de transmisión ........................................................... 423\n 3. Velocidades de fresado ................................................ 424\n 4. Velocidad de deslizamiento ............................... \u003c371 325 .\n 5. Otras magnitudes de tangente y perdición. ............. 426\n 6. Dimensiones del dentado y errores de los mismos ............ 427\n 21.2. Períodos ciclopeicos del dentado ......................................... 428\n 1. Propiedades y aplicación .................................................... 428\n 2. Características y generación del dentado cilíndrico ........ 429\n 3. Diámetro de circunferencia prostatada ........................ 429\n 4. El diámetro del circunferencial ...................................... 431\n 21.3. Empleo y propiedades ......................................................... 430\n 1. Características del dentado evolutivo ........................... 431\n 2. Relación entre los revólveres y función de recubridor .... 433\n 21.4. Clases de redes dentadas .................................................... 434\n 21.5. Derivación de los chorros y forma de civilizadores ............ 444\n 21.6. Elevadores de las capacidades de carga ............................ 444\n 21.7. Ruido de los engranajes ................................................... 457\n 1. Clases de ruidos, técnicas e impulsos ........................ 457\n 2. Frecuencia e intensidad del sonido ............................ 458\n 3. Acción de distintas longitudes que influyen y medidas a tomar respecto a la intensidad del sonido............................... 450\n 21.8. Reminiscencia y potencia perdida ........................................ 468\n 1. Fórmula de la potencia perdida en los dientes ............. 466\n 2. Fórmula de la potencia perdida en engranajes por barbotina .... 468\n 3. Fórmula de la potencia perdida en cierre por barboteo .... 469\n 21.9. Lubricación y refrigeración ..................................................... 474\n 1. Procedimiento de rotulación ........................................ 478\n 2. Procedimientos de perituras ......................................... 471\n 3. Procedimientos de modelado ...................................... 471\n 21.11. Normas y bibliografía .......................................................... 481\n 22. Tecticos fontancelos, conformidad y cuidado ......................... 487\n 22.1. Elección de la disposición total ........................................ 487\n 1. Preparación de los espacios de engulpa ............... 487\n 2. Elección del engranaje con materiales ........................ 488\n 3. Confirmación de las ruedas dentadas ........................... 490\n 4. Ancho del diente, arboles y ejes de engranajes ........ 491\n 5. Taladros y ensayos ........................................................ 491 índice de materias\n\n8. Unión de rueda y árbol ............................................... 487\n9. Elección de la clase de eje ......................................... 488\n10. Exigencias en la fabricación de ruedas dentadas ............ 491\n11. Normas referentes al cálculo de ruedas elevadas ............... 493\n\n22.2. Fundamentos del cálculo de las ruedas elevadas ............ 495\n 1. Datos, construcción y evaluación de entrada del cálculo .... 495\n 2. Dimensiones principales y valores de carga G y H .......... 495\n 3. Fuerza adicional mínima y coeficientes Ca y Ky .............. 496\n 4. Retención de la carga a lo largo del ancho del diente y coef. 497\n 5. Influencia c 0 ................................................. 497\n 6. Solicitud en el pie del diente y seguridad al rolar Sa .... 498\n 7. Presión de flancos y seguridad cortical h oyuelos S o ........ 501\n 8. Presión de flancos por carga de corrosión y seguridad a la 502\n corrosión, S c .......................................................... 506\n 9. Cálculo de Sección .................................................. 507\n 10. Valores de seguridad de las ruedas dentadas ................. 508\n\n22.3. Dentado ólico .................................................... 507\n1. Características y propiedades ....................................... 507\n2. Elaboración geométrica ............................................ 507\n3. Perpendicularidad de la carga a lo largo de la ................. 511\n selección C g ................................................................... 511\n4. Factores que influyen en el diseño y seguridad a la ............. 512\n ruta S a ......................................................................... 512\n5. Presión de flancos S .................................................... 512\n6. Cálculo del desplazamiento del perfil .............................. 514\n7. Cálculo para el diseño de las dimensiones frontales ......... 515\n\n22.4. Determinación de las dimensiones perpendiculares ....... 517\n1. Determinación de la figura en la capacidad de carga de y la duración de 518\n los dientes ............... 504\n