El documento habla sobre el diseño de flechas o ejes. Explica que una flecha transmite energía rotacional y potencia en máquinas como reductores de velocidad, bombas y ventiladores. Detalla las fuerzas que actúan en un eje como torsión, fuerzas transversales y axiales. Además, presenta el procedimiento para diseñar un eje, que incluye determinar la velocidad, potencia, material, diámetro y dimensiones finales considerando puntos críticos y concentradores de esfuerzo.

1. Diseño de
maquinas
Diseño de flechas o ejes

2. Que es una flecha?
• Es el componente de los dispositivos mecánicos que
transmite energía rotacional y potencia.

3. Donde se usan?
• Reductores de velocidad
• Impulsores de banda o cadena
• Transportadores
• Bombas
• Ventiladores
• agitadores

4. Que fuerzas actúan en un
eje
• Torque o momento de torsión(esfuerzos cortantes por
torsión)
• Fuerzas transversales (momentos flexionantes)
• Fuerzas axiales

5. RECOMENDACIÓN
FORMULA VAIRABLES NOMBRE UNIDADES NOTAS

6. CARGAS DE LOS EJES

7. • Considerar de que forma se mantendrán los elementos en
su lugar

8. Calculo de diámetros de
eje
• Teoria de falla por distorsion de la energia (von Mises)
𝐷 =
32𝑁
𝜋
𝐾𝑡𝑀
𝑆′𝑛
2
+
3
4
𝑇
𝑆𝑦
2
1
3

9. Procedimiento para el
diseño de eje
• Determine la velocidad del giro
• Calcular la potencia o el torque que va a transmitir el eje
• Determine el diseño de los componente transmisores de
potencia y especifique su ubicación
• Determine la ubicación de los cojinetes donde se apoya el
eje, considerar si existen cargas axiales.

10. Procedimiento para el
diseño de eje
• Proponga la forma general de la flecha considerando de
que manera se mantendrán la posición axial y como se
llevara la transmisión de potencia (cuneros)

12. • Calcular la magnitud del torque en todos los puntos del
eje
• Calcular las fuerzas que se ejercen en el eje
• Determinar fuerzas radiales en componentes
perpendiculares (x,Y)
• Determinar las reacciones en los cojinetes de soporte
Procedimiento para el
diseño de eje

13. • Elegir el material con el que se va a fabricar el eje
• Calcular tensión de diseño adecuada considerando la
manera que se aplica la carga (suave, de choque,
sucesiva, etc)
• Analizar cada punto critico para determinar el diámetro
mínimo aceptable , considerar concentradores de
esfuerzos.
• Especifique dimensiones finales
Procedimiento para el
diseño de eje

14. Puntos críticos

15. Transmisión de potencia
al eje
• Cuneros
Cunero de perfil y deslizable

16. Fuerzas que se ejercen en
ejes
• Los engranes, poleas y catarinas ejercen fuerzas que dan
lugar a momentos de flexión.
• Cada elemento requerirá un análisis estático y dinámico
para calcular sus esfuerzos

17. Ruedas dentadas
• Se analizan sus componentes tangencial y radial de la fuerza
sometida al eje
𝑇 =
63000(𝑃)
𝑛
𝑊𝑡 =
𝑇
𝐷
2
Donde P es la potencia en hp
n es la velocidad de giro en rpm
D diámetro del engrane en pulg.

18. Ruedas dentadas
• La fuerza radial en el engrane será igual a:
𝑊
𝑟 = 𝑊𝑡 tan ∅
Donde ∅ es el ángulo de contacto de los dientes del engrane
Los mas comunes son : 14.5, 20 o 25

19. Concentradores de
tensión
• Se utiliza 𝐾𝑡 como coeficiente de concentración de
esfuerzo por discontinuidad.
• Esta en función de cuneros, chaflanes y ranuras para
anillos

20. Concentradores de
tensión
• Cunero
𝐾𝑡 = 2 𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑙
𝐾𝑡 = 1.6 (𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑑𝑒𝑟𝑎)
• Chaflanes
𝐾𝑡 = 2.5 𝑏𝑜𝑟𝑑𝑒𝑠 𝑐𝑜𝑟𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠
𝐾𝑡 = 1.5 (𝑏𝑖𝑒𝑛 𝑟𝑒𝑑𝑜𝑛𝑑𝑒𝑎𝑑𝑜)
• Ranuras
𝐾𝑡 = 3

21. Tension normal de fatiga
• Calculo de la Resistencia maxima a la fatiga
𝑆′𝑛 = 𝑆𝑛𝐶𝑟𝐶𝑠
Donde
𝑆′𝑛=limite máximo a la fatiga
𝑆𝑛=resistencia a la fatiga
𝐶𝑟=factor de confiabilidad
𝐶𝑠=factor por forma

22. Su Sy

25. Factor de confiabilidad
• Cr=0.75 para 0.999
• Cr=0.81 para 0.99
• Cr=0.9 para 0.90
• Cr=1 para 0.5

26. Calculo de diámetros de
eje
• Teoria de falla por distorsion de la energia (von Mises)
𝐷 =
32𝑁
𝜋
𝐾𝑡𝑀
𝑆′𝑛
2
+
3
4
𝑇
𝑆𝑦
2
1
3