Ajustes y Tolerancias Ejercicios de Repaso

Preparado por: Luis Carlos Flrez Garca Facultad de Ingeniera Mecnica - Universidad Tecnolgica de Pereira

Bibliografa: Mott. Robert L. - Machine Elements in Mechanical Design 4th ed. Pearson Prentice Hall. VaxaSoftware - http://www.vaxasoftware.com/ WikipediA - http://www.wikipedia.org/

Society of Robots - http://www.societyofrobots.com

Ejemplo de repaso Ajustes y Tolerancias

1. Un buje de bronce se instala en un manguito de acero al carbono. El buje tiene un dimetro interno de 4 cm y

un dimetro nominal externo de 4.5 cm. El manguito de acero tiene un dimetro nominal interno de 4.5 cm y

un dimetro externo de 6.25 cm, la longitud del manguito es de 2.5 cm y la longitud del buje es de 3 cm

a. Determine los lmites de tamao del dimetro externo del buje y del dimetro interno del manguito

para un ajuste h6/S8. Determine los lmites de interferencia que resultan.

b. Para la mxima interferencia, calcule la presin entre el manguito y el buje. Adems, calcular el esfuerzo

tangencial en cada uno de los elementos por Birnie.

c. Calcular la fuerza axial para el montaje de las piezas, el torque mximo que se puede transmitir y el delta

de temperatura necesario para el montaje, para la mxima interferencia. (Nota. Asuma el coeficiente de

friccin 0.49)

Solucin:

a.

Teje = 0.016 mm (Calidad IT 6)

Tagujero = 0.039 mm (Calidad IT 8)

f = - 0.043 mm (Desviacin superior S, tamao bsico 40 50 mm)

Agujero = Int Manguito = 450.0820.043 mm

Eje = Ext. Buje = 450.016+0.000 mm

Aprmin = 0.027 mm

Aprmax = 0.082 mm

Lnea de

referencia Teje

Tagujero

Aprmin

Aprmax

Diseo

I -LuisCarlos

Flrez G

arca




b. La mxima interferencia ese el apriete mximo con el cual desarrollamos los clculos.

Material Coef. De Poisson

(v) Mod. De Elasticidad

(E) GPa

Bronce 0.33 110

Arcero al carbono 0.28 207

Presin en la superficie de contacto: =

[2+

2

(2

2)+

2+2

(22)

]=

0.08245[ 45

2+402110103(452402)+

62.52+452207103(62.52452)

0.33110103+

0.28207103]

= 19.9972 MPa

Esfuerzos tangenciales de acuerdo con Birnie:

=22

22= 219.997245

2

62.52452 = = (2+222

+ ) = 19.9972 (62.52+45262.52452 + 0.28) =

= (2+222

) = 19.9972 (452+402452402 0.33) = =

2222

= 219.9972452

452402 =

Factor de seguridad:

Teora del esfuerzo normal mximo.

=()

2 Teora del esfuerzo cortante mximo.

c. Fuerza axial:

= = 0.49 45 25 19.997 =

Par de torsin:

= 2

2 =0.49 452 25 19.997

2 =

Delta de temperatura, si voy a enfriar el buje:

=

= 0.0821.8 x 105 45

Diseo

I -LuisCarlos

Flrez G

arca




Material Coeficiente de Dilatacin

Trmica T (C-1) Concreto 0.7 1.2 x 10-5

Plata 2.0 x 10-5 Oro 1.5 x 10-5

Invar 0.04 x 10-5 Plomo 3.0 x 10-5

Zinc 2.6 x 10-5 Hielo 5.1 x 10-5

Aluminio 2.4 x 10-5 Latn 1.8 x 10-5 Cobre 1.7 x 10-5 Vidrio 0.4 0.9 x 10-5 Hierro 1.2 x 10-5 Cuarzo 0.04 x 10-5 Acero 1.2 x 10-5

Materiales en contacto e d

Articulaciones humanas 0,02 0,003

Acero // Hielo 0,028 0,09

Acero // Tefln 0,04 0,04

Tefln // Tefln 0,04 0,04

Hielo // Hielo 0,1 0,03

Esqu (encerado) // Nieve (0 C) 0,1 0,05

Acero // Acero 0,15 0,09

Vidrio // Madera 0,25 0,2

Caucho // Cemento (hmedo) 0,3 0,25

Madera // Cuero 0,5 0,4

Caucho // Madera 0,7 0,6

Acero // Latn 0,5 0,4

Madera // Madera 0,7 0,4

Madera // Piedra 0,7 0,3

Vidrio // Vidrio 0,9 0,4

Caucho // Cemento (seco) 1 0,8

Cobre // Hierro (fundido) 1 0,3

Diseo

I -LuisCarlos

Flrez G

arca




Material 1 Aluminum Aluminum Plexiglass Plexiglass

Polystyrene Polystyrene Polythene

Rubber Rubber Rubber Rubber Teflon Teflon Wood Wood Wood Wood Wood Wood

Material 2 Aluminum

Steel Plexiglass

Steel Polystyrene

Steel Steel

Asphalt (dry) Asphalt (wet) Concrete (dry) Concrete (wet)

Steel Teflon

Wood (clean) Wood (wet)

Metals (clean) Metals (wet)

Brick Concrete

Static 1.05 - 1.35

0.61 0.8

0.4 - 0.5 0.5

0.3 - 0.35 0.2

0.5 - 0.8 0.25 - 0.75 0.6 - 0.85

0.45 - 0.75 0.04 0.04

0.25 - 0.5 0.2

0.2 - 0.6 0.2 0.6 0.62

Kinetic 1.4

0.47 - - - - - - - - - - - - - - - - -

Diseo

I -LuisCarlos

Flrez G

arca

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