El documento trata sobre uniones atornilladas y empernadas. Explica las partes de los tornillos y tuercas, y cómo identificarlos. Luego analiza diferentes tipos de tornillos, incluyendo tornillos de cabeza hexagonal, tornillos Parker, tornillos de cabeza rasurada y tornillos Allen. También cubre roscas cuadradas ACME, roscas en V aguda y esparragos. Finalmente, presenta ejemplos numéricos para calcular cargas en uniones atornilladas.

1. UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA
Análisis de Elementos,
Mecanismos y Máquinas
Tema:
Análisis de uniones Atornilladas y Empernadas
Estudiante:
Juan Carlos Vílchez Melo

2. INTRODUCCION
El problema para diseñar tornillos y pernos que sean de peso liviano, cuya
manufactura y uso sean económicos, que sean menos susceptibles a la
corrosión y más resistentes a aflojarse bajo efectos de vibración siempre
requiere que el profesional de ingeniería utilice su imaginación al trabajar en
este campo. Además, la selección y el uso de estos elementos de sujeción
corresponde a la gran mayoría de los ingenieros y por lo tanto, necesitan tener
buen conocimiento de lo que puede elegir y de los factores que determinan
dicha selección.
Los tornillos y pernos son de uso frecuente en las máquinas agrícolas, de
construcción y en máquinas, herramientas..
Los tornillos que transmiten potencia son de varios tipos y los encontramos en
numeroras máquinas y mecanismos de izaje; como son elementos roscados,
su cálculo y diseño tiene mucho en común con los pernos.
OBJETIVOS
 Aprender a designar los tipos de uniones atornilladas y empernadas.
 Aprender a diseñar y dimensionar los tornillos y pernos.
 Aprender a designar los tonillos y pernos según las normas comerciales.
 Aprender a dibujar en las uniones empernadas y atornilladas de las
máquinas agrícolas en la Unalm usando el Software AutoCAD 2008.

3. III.- FUNDAMENTO TEÓRICO
TORNILLO
El tornillo es un operador que deriva directamente del plano inclinado y siempre trabaja
asociado a un orificio roscado.
Básicamente puede definirse como un plano inclinado enrollado sobre un cilindro, o lo
que es más realista, un surco helicoidal tallado en la superficie de un cilindro.
PARTES DE UN TORNILLO
En él se distinguen tres partes básicas: cabeza, cuello y rosca:
IDENTIFICACIÓN
Todo tornillo se identifica mediante 5 características básicas: cabeza, diámetro,
longitud, perfil de rosca y paso de rosca.
La cabeza permite sujetar el tornillo o imprimirle el movimiento giratorio con la ayuda
de útiles adecuados. Las más usuales son la forma hexagonal o cuadrada, pero
también existen otras (semiesférica, gota de sebo, cónica o avellanada, cilíndrica...).
El diámetro es el grosor del tornillo medido en la zona de la rosca. Se suele dar en
milímetros, aunque todavía hay algunos tipos de tornillos cuyo diámetro se da en
pulgadas.
La longitud del tornillo es lo que mide la rosca y el cuello juntos.

4. TUERCA
La tuerca puede describirse como un orificio redondo roscado (surco helicoidal tallado
en el interior del orificio) en el interior de un prisma y trabaja siempre asociada a un
tornillo.
IDENTIFICACIÓN
Toda tuerca se identifica, básicamente, por 4 características: nº de caras, grosor,
diámetro y tipo de rosca.
El número de caras de las tuercas suele ser 6 (tuerca hexagonal) ó 4 (tuerca
cuadrada). Sobre estos modelos básicos se pueden introducir diversas variaciones
que imprimen a la tuerca características especiales (ciega, con reborde, ranurada...).
Un modelo de tuerca muy empleado es la palomilla (rueda de las bicicletas,
tendederos de ropa...), que contiene dos planos salientes para facilitar el giro de la
tuerca empleando solamente las manos.

5. IV. Análisis de las juntas atornilladas y empernadas
 Perno de cabeza hexagonal: ASTM 325
 Perno Parker:
 Tornillos de cabeza rasurada:

6.  Tornillos de cabeza Allen:
 Tornillos de Potencia Allen:

7. Rosca cuadrada ACME
Rosca en V aguda
Esparrago:
d
dP
P

8. Ejercicio número 2
𝑷 = 𝟐𝟓𝟎𝟎 𝑳𝒃.
 Determinacióndel corte
𝑓𝑠´ =
2500
4
= 625 𝐿𝑏
𝑝𝑢𝑙𝑔⁄
 Carga cortante secundaria
𝑓𝑠" =
𝑇 × 𝐶𝑖
𝐽
 𝑓𝑠" 𝑥 =
2500×17×2.375
58.56
𝑓𝑠" 𝑥 = 1723.66 𝐿𝑏
𝑝𝑢𝑙𝑔⁄
 𝑓𝑠" 𝑦 =
2500×17×3
58.56
𝑓𝑠" 𝑦 = 2177.25 𝐿𝑏
𝑝𝑢𝑙𝑔⁄
 Carga resultante al corte
𝐹 = √(0 + 1723.66)2 + (625 + 2177.25)2 = 3289.93 𝐿𝑏
𝑝𝑢𝑙𝑔⁄
𝑸 = 𝟐𝟎𝟎𝟎 𝑳𝒃.
1. Carga por tracción
𝑓𝑡´ =
𝑃
𝑁
=
2000
4
= 500 𝐿𝑏
𝑝𝑢𝑙𝑔⁄
2. Carga cortante
𝑓𝑠´ =
𝑃
𝑁
=
2000
4
= 500 𝐿𝑏
𝑝𝑢𝑙𝑔⁄
3. Carga de tracción
𝑓𝑡´ =
𝑀 × 𝐶𝑖
𝐽
=
2000 × 17 × 3
2 × (32 + (−3)2)
= 2833.33 𝐿𝑏
𝑝𝑢𝑙𝑔⁄
𝑓𝑡´ = 500 + 2833.33 = 333.33 𝐿𝑏
𝑝𝑢𝑙𝑔⁄
HallandoF
𝐹 = √4 × (3333.33)2 + (3289.93)2 = 7432.24 𝐿𝑏
𝑝𝑢𝑙𝑔⁄
𝑆 𝑦 =
𝐹
𝐴
92000 =
7432.24
𝐴

9. 𝐴 = 0.0081
Diámetronominal =3/8”
3
8
∅ − 24 𝑈𝑁𝐹 × 216
1
𝐿 =
3
8
"
+
7
16
"
+
3
4
+
1
2
= 216
1
EspecificacionesennormaANSI
𝐴𝑁𝑆𝐼
3
8
− 24 𝑈𝑁𝐹 − 2𝐴 × 2
1
16⁄