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MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA

FUERZA ARMADA NACIONAL BOLIVARIANA

NÚCLEO CARACAS-DIVISIÓN ACADÉMICA

COORDINACIÓN INGENIERÍA AERONAÚTICA

SEGUNDO EXAMEN PARCIAL DE DISEÑO DE ELEMENTOS DE MÁQUINA

PROF. ING. DAVID GUEVARA

NOTA IMPORTANTE: RECUERDE LEER BIEN LA TEORÍA DEL LIBRO DE TEXTO QUE LES MANDÉ PARA PODER USAR BIEN LOS FACTORES DE CADA

PROBLEMA, COMO SE HIZO EN CLASE. NO SE EQUIVOQUEN!! SE USARÁN 4 DECIMALES COMO MÍNIMO

NOMBRE Y APELLIDO____________________________________________ C.I. FECHA:________________

PROBLEMA 1 (6pts).  Un piñón de 20 dientes impulsa un tren de engranes rectos de doble reducción

(figura derecha). Todos los engranes tienen ángulos de presión de =25°. El piñón gira en sentido anti

horario a (16AB)rpm y transmite potencia al tren de engranes. El árbol aún no se diseña, pero se han

generado los diagramas de cuerpo libre (figura izquierda) las fuerzas en los engranajes G=H=(4FGH)Lbf

y las fuerzas en los engranajes I=J=(ABCD)Lbf   . Las velocidades del árbol son de eje AB =(16AB)rpm,

ejeCD= (3GH)rpm y ejeEF =(1AB)rpm. El estudio de un cojinete comienza con una vida de (1H)kh y unaconfiabilidad del ensamble de cojinetes de 0,99. Resulta adecuado un factor de aplicación a f =1,3.

Especifique los seis cojinetes, eligiendo el más cercano al valor deseado en Tabla 11-3 del Shigley .

Ejemplo: Si mi cédula es 14.992.788 →  G=H=4.788 Lbf, I=J=1.499 Lbf ,

eje AB =(1.614)rpm, ejeCD= (388)rpm  y ejeEF =(114)rpm 

 A B C D E F G H

Izquierda: Detalle de la transmisión 

Derecha: Análisis de las fuerzas en los árboles.

Las fuerzas se proporcionan en libras; las

dimensiones lineales, en pulgadas.

Recuerde proyectar las fuerzas en X y Y para

hallar las demás fuerzas con Fx, Fy y M en

cada eje.

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PROBLEMA 2 (6pts). Una chumacera completa tiene cierta longitud l  en mm. El muñón del árbol tiene

un diámetro d max  en mm, con una tolerancia unilateral igual a −0,01 mm. El diámetro interior del buje

d int,b en mm, con una tolerancia unilateral de 0,01 mm. La carga es W   en N y la velocidad del muñón de n

en rpm. Para el ensamble de holgura mínima, obtenga: a) la viscosidad absoluta en mPa∙s, b) el número

característico del cojinete o número de Sommerfeld S , c) el espesor mínimo de película ho, d) la pérdida

de potencia H , e) el flujo total Q, y f) el flujo lateral Qs, a cierta temperatura de operación dada en °C  yusando cierto aceite lubricante  SAE XX . De acuerdo a su último número de cédula de identidad, la tabla

siguiente presenta los datos de su problema.

Importante: Para usar las gráficas del tema 12 no es necesario interpolar. Los resultados se pueden leerdirectamente en las coordenadas de las curvas correspondientes a l/d = ¼, l/d  = ½, l/d  = 1 y l/d  = ∞.

Ejemplo: Si mi cédula es 14.992.788, → 

PROBLEMA 3 (8pts). Un piñón recto a 20° con N P  dientes y un módulo

de A,5 mm transmite (ABC) W a una corona de N G  dientes. La velocidad

del piñón es de (1GH) rpm y los engranes son de acero grado 1, con(3H) mm de ancho de cara, de acero endurecido completamente a (2AB)

Brinell, sin coronar, fabricados con una norma de calidad Qv del número

7 y para considerarse como de instalación de calidad de engranaje

abierto. Encuentre los esfuerzos de flexión y contacto (desgaste) AGMA

tanto para el piñón como para el engranaje, así como los factores de

seguridad correspondientes para una vida del piñón de 108 ciclos y una

confiabilidad de (0,9H).

Importante: el número de dientes del piñón N P   y de la corona o

engranaje N G  se muestran en la tabla mostrada, de acuerdo a su último número de cédula. La Figura 14-6

del libro se sustituirá por la misma tabla mostrada para hallar los factores geométricos J (Y  JP  y Y  JG ), que

ya está parametrizada:

Ejemplo: Si mi cédula es 14.992.788 , → 

H= 149 W, F=38 mm, nP =188rpm, HB P  = 214 Brinell, m=1,5 mm, Qv=7 y R=0,98,

N° C.I. dint,b (mm) dmax (mm) l  (mm) n  (rpm) W (N) Toperacion (°C) Aceite SAE 

0 79,9453 79,80 39,9000 4000 3195 67,5 10

1 160,95 160,85 80,4250 200 2790 112,5 30

2 90,74 90,6 45,3000 3490 1000 132,5 40

3 100,09 100,08 50,0400 150 9405 127,5 20

4 40,07 40,02 40,0200 2300 1311 57,5 20

5 120,02 119,95 119,9500 400 14082 57,5 30

6 56,08 56,02 56,0200 2000 3647,5 82,5 70

7 33,08 33,03 33,0300 2550 1011,7 47,5 30

8 184,57 184,51 46,1275 150 10060,6 40 50

9 152,34 152,29 38,0725 350 7844 42,5 40

N° C.I. dint,b (mm) dmax (mm) l  (mm) n  (rpm) W (N) Toperacion (°C) Aceite SAE 

8 184,57 184,51 46,1275 150 10060,6 40 50

N° C.I. NP NG YJP YJG

8 54 93 0,45 0,48

N° C.I. NP NG YJP YJG

0 22 45 0,34 0,39

1 26 51 0,36 0,41

2 30 57 0,39 0,42

3 34 63 0,40 0,43

4 38 69 0,41 0,44

5 42 75 0,42 0,45

6 46 81 0,43 0,46

7 50 87 0,44 0,47

8 54 93 0,45 0,48

9 58 99 0,46 0,48