U N D C: F D I M – S D D Diseño De Elementos De Maquinas I Ii - 2018

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA - INGENIERÍA MECÁNICA – SECCIÓN DE DISEÑO DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINAS I II - 2018

TRABAJO DE CURSO Introducción Las cajas reductoras son sistemas mecánicos empleados para cambiar las relaciones de torque-velocidad entregadas por una fuente de potencia determinada. Dichos sistemas se componen principalmente de trenes de engranes (rectos, helicoidales, cónicos, etc), ejes, rodamientos y elementos de transmisión de torque y posicionamiento (chavetas, pasadores, anillos, etc.).

En el contexto del curso de diseño de elementos de máquinas I, estos dispositivos mecánicos permiten entender el papel de los ejes de trasmisión en los sistemas mecánicos, así como la importancia de su configuración geométrica en el desempeño funcional y constructivo de todo el mecanismo. La aplicación de las teorías de diseño, modelos de cálculo (en resistencia mecánica y en rigidez) y de las recomendaciones constructivas revisadas, al análisis de estos dispositivos, permitirá la interpretación propia y la consolidación de estos conceptos, así como la lectura crítica de las decisiones de diseño tomadas para la concepción del mecanismo analizado. Objetivos: 1. Identificar ejes o arboles de máquinas, su uso, configuración y sus características físicas. 2. Identificar tipo de unión árbol-cubo para una aplicación en particular. 3. Identificar las aplicaciones de ingeniería mecánica donde se requieran definir ajustes entre componentes mecánicos para garantizar su adecuado funcionamiento y definir las tolerancias requeridas. 4. Aplicar criterios de resistencia por cargas estáticas y cargas cíclicas, para el cálculo de componentes mecánicos.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA - INGENIERÍA MECÁNICA – SECCIÓN DE DISEÑO DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINAS I II - 2018 5. Identificar las características principales de uniones estructurales usadas en la manufactura de una aplicación particular. Metodología La metodología propuesta para el desarrollo del trabajo es Ingeniería Inversa. Esta metodología busca, a partir de un elemento físico, identificar las características físicas y mecánicas de dicho elemento y las funciones y relaciones inmersas en el mismo. Por lo tanto, en grupos de cuatro estudiantes, deben conseguir una caja reductora de segunda para desarmarla, identificar sus componentes y sus relaciones, identificar y caracterizar el tipo de conexión árbol-cubo, identificar ajustes, identificar las estrategias de uniones estructurales, sujeción y soporte en la caja y realizar cálculos de falla estática, falla por fatiga y elementos de unión. Para garantizar el desarrollo del trabajo el informe final debe contener los siguientes componentes: 1- Levantamiento metrológico: realizar la medición de los diferentes elementos y registrar las dimensiones en dibujos a mano alzada en hojas milimetradas junto con todas las características que se consideren relevantes. Caracterización de los materiales de los ejes. 2- Modelo en CAD: en el software de su preferencia realizar el modelo de la caja ensamblada. Elaborar planos de conjunto y planos e instrucciones de ensamble. 3- Memoria de cálculos: a. Determinación de las cargas en los ejes a partir de las especificaciones de potencia de la caja. b. Aplicación de los conceptos de falla por carga estática. c. Aplicación de los conceptos de falla por fatiga por carga variable. d. Análisis del eje considerando conceptos de rigidez. e. Aplicación de los conceptos de diseño y cálculo de uniones. Los cálculos deben ir acompañados por un archivo de hoja de cálculo en los cuales se puedan revisar rápidamente las operaciones realizadas. La fecha de entrega del informe final es el 15 de Marzo de 2019 (la cual corresponde con el último día de clases fijado por el calendario académico modificado).