Introduccion al calculo de maquinas

TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL CÁLCULO DE MÁQUINAS
1.1.- Presentación de la asignatura.
1.2.- Fases del diseño en Ingeniería Mecánica.
1.3.- Consideraciones del diseño.
1.3.1.- Factores generales
1.3.2.- Seguridad. Normas legales.
1.3.3.- Factores económicos.
1.3.4.- Factores medioambientales. Reciclado.
1.4.- Métodos de diseño.
1.4.1.- Coeficiente de seguridad.
1.4.2.- Fiabilidad.
1.5.- El concepto del Conjunto mecánico.
1.6.- Sistemas de unidades.

Capítulo 1: Introducción
La invención que todos y cada uno admirarón, como él
es aquella en la que el inventor falló; tan facil que parecía,
Una vez encontada, la mayoría que todavía no la
encontraba hubiera pensado: Imposible
John Milton
Imagen: Prensa de impresión. Gutenberg describió la
idea de una prensa de impresión como:“La llegada de
un rayo de luz.”

Hamrock, Jacobson and Schmid©1998 McGraw-Hill
PROGRAMACIÓN ACADÉMICA DOCENTE.
Cálculo, Construcción y Diseño de MáquinasCálculo, Construcción y Diseño de Máquinas
INTRODUCCIÓN
DISEÑO
BLOQUE 0
REPASO
BLOQUE 1
FALLO vs CARGA
BLOQUE 2
ELEMENTOS DE
MAQUINAS
Tema 1
Tema 2
Tema 3
Tema 4
Tema 5
Tema 8
Tornillos
Tema 7
Frenos
Tema 9
Resortes
Análisis de tensiones
y deformaciones
Materiales
Teorías del fallo estático
Teorías del fallo dinámico
Tema 6
Ejes
Introducción al cálculo
de máquinas.

DISEÑO
formular un plan para satisfacer una demanda
humana.

Capítulo 1: Introducción
CALCULO DE MAQUINAS
Estudio de los procesos de toma de decisiones, con los cuales
los Ingenieros Mecánicos formulan planes, para la realización
física de máquinas, dispositivos y sistemas.

Diseño en Ingeniería Mecánica.
Formular un plan funcional para desarrollar o
modificar una máquina o elemento mecánico con
el fin de satisfacer una necesidad o demanda.
Requiere
♣ Conocimientos Científicos.
♣ Métodos Técnicos.
♣ Buen Criterio.
♣ Cierto Grado de Ingenio.

Fases del Diseño
+
Enfoques del desarrollo de
un producto
• (a) Enfoque de ingeniería de
producto (del libro Kalpakjian
[1997]).
• (b) Enfoque de ingeniería
concurrente (adaptado del libro
Pugh [1996]).

CONSIDERACIONES DE DISEÑO
• Resistencia, rigidez, peso/volumen, espacio.
• Desgaste, lubricación, corrosión.
• Propiedades térmicas, acabados.
• Coste, mantenimiento, duración, fiabilidad.
• Seguridad, estética.
• Medio ambiente, reciclaje, procesos.
En cada caso, hay que determinar que factores o consideraciones
de diseño, son relevantes y en con que grado.
SEGURIDAD
⊕ Revisar ciclo de vida, localizando riesgos potenciales.
⊕ Elementos redundantes - Diseño integral(sin añadidos)
⊕ Especificaciones legales.

Factor Económico: Diseño para Fabricación
Efecto de las consideraciones de manufactura y ensamble en el diseño de una motosierra.
(a) Diseño original con 41 partes y 6.37 minutos de tiempo de ensamblaje. (b) Diseño
modificado, con 29 partes y 2.58 minutos de tiempo de ensamblaje. [From Boothroyd
(1992)].

Aproximación al factor de seguridad, según
Puglsey
Cálculo:
ns=ns,xns,y
ns= Factor de seguridad
ns,x se obtiene de la Tabla 1.1
ns,y de la Tabla 1.2
Table 1.1 Factor de seguridad
caracteristicas A, B, y C
Table 1.2: Factor de seguridad
caracteristicas D and E
Characteristica
D=
ns s vs
E=ns 1.0 1.2 1.4
E=s 1.0 1.3 1.5
E=vs 1.2 1.4 1.6
a
vs=very serious, s=serious and ns=not serious
D=danger to personnel
E=economic impact
Characteristica
B=
vg g f p
A=vg C =
vg
g
f
p







1.1
1.2
1.3
1.4
1.3
1.45
1.6
1.75
1.5
1.7
1.9
2.1
1.7
1.95
2.2
2.45
A=g C=
vg
g
f
p







1.3
1.45
1.6
1.75
1.55
1.75
1.95
2.15
1.8
2.05
2.3
2.55
2.05
2.35
2.65
2.95
A=f C=
vg
g
f
p







1.5
1.7
1.9
2.1
1.8
2.05
2.3
2.55
2.1
2.4
2.7
3.0
2.4
2.75
3.1
3.45
A=p C=
vg
g
f
p







1.7
1.95
2.2
2.45
2.15
2.35
2.65
2.95
2.4
2.75
3.1
3.45
2.75
3.15
3.55
3.95
a
vg=very good, g=good, f=fair and p=poor
A=quality of materials, workmanship, maintenance and inspection
B=control over load applied to part
C=accuracy of stress analysis, experimental data, or experience with
similar parts

CODIGOS - NORMAS DE INDUSTRIA
ANSI - American National Standards Institute.
ASME - American Society of Mechanical Engineers.
ASTM - American Society for Testing and Materials.
AGMA - American Gear Manufacturers Association.
AISI - American Institute of Steel Construction.
ISO - International Standards Organization.
NFPA - National Fire Protection Association.
UNE - Una Norma Española

SI, Unidades y Prefijos
(a) SI units
Quantity Unit SI symbol Formula
SI base units
Length
Mass
Time
Temperature
SI supplementary
unit
Plane angle
SI derived units
Energy
Force
Power
Pressure
Work
meter
kilogram
second
kelvin
radian
joule
newton
watt
pascal
joule
m
kg
s
K
rad
J
N
W
Pa
J
-
-
-
-
-
N-m
kg-m/s2
J/s
N/m2
N-m
(b) SI prefixes SI symbol
Multiplication factor Prefix for prefix
1 000 000 000 000 = 1012
1 000 000 000 = 109
1 000 000 = 106
1 000 = 103
100 = 102
10=101
0.1=10-1
0.01=10-2
0.001=10-3
0.000 001 = 10-6
0.000 000 001 = 10-9
0.000 000 000 001= 10-12
tera
giga
mega
kilo
hecto
deka
deci
centi
milli
micro
nano
pico
T
G
M
k
h
da
d
c
m
µ
n
p
Table 1.3 SI
unidades y prefijos
Text Reference: Table 1.3, page 19

Factores de
Conversión
(a) Fundamental conversion factors
English unit Exact SI value Approximate SI
value
Length
Mass
Temperature
1 in
1 lbm
1 deg R
0.0254 m
0.453 592 37 kg
5/9 K
-
0.4536 kg
-
(b) Definitions
Acceleration of gravity
Energy
1g=9.8066 m/s2
(32.174 ft/s2
)
Btu (British thermal unit)≡amount of energy required to
raise 1 lbm of water 1 deg F (1 Btu = 778.2 ft-lbf)
kilocalorie ≡ amount of energy required to raise 1 kg of
water 1 K (1 kcal=4187 J)
Length 1 mile=5280 ft; 1 nautical mile = 6076.1 ft.
Power 1 horsepower = 550 ft-lbf/s
Pressure 1 bar ≡ 105 Pa
Temperature degree Fahrenheit tF=9/5tC+32 (where tC is degrees)
(Celsius)
degree Rankine tR=tF+459.67
Kelvin tK=TC+275.15 (exact)
Kinematic viscosity 1 poise ≡ 0.1 kg/m-s
1 stoke ≡ 0.0001 m2
/s
Volume 1 cubic foot = 7.48 gal
(c) Useful conversion factors
1 ft = 0.3048 m
1 lbf = 4.448 N
1 lbf = 386.1 lbm-in/s2
1 kgf = 9.807 N
1 lbf/in2
= 6895 Pa
1 ksi = 6.895 Mpa
1 Btu = 1055 J
1 ft-lbf = 1.356 J
1 hp = 746 W = 2545 Btu/hr
1 kW = 3413 Btu/hr
1 quart = 0.000946 m3
= 0.946 liter
1 kcal = 3.968 Btu
Tabla 1.4 Factores de conversión y definiciones.

Tabla 1.4 Factores de conversión. Ejemplo
)/()( sradNmMtorsor ω⋅=
)()/()()/()()( mRsradNFsmvNFWPotencia ⋅⋅=⋅= ω
)/(
)(
)(
srad
WPotencia
NmMtorsor
ω
=⇒
Nm
srevradrevn
CV
W
CVPotencia
NmMtorsor 77,7123
)(min/
60
1
)/(2min)/(
746
)(
)( =
⋅⋅
⋅
=
π
n
CV
n
CV
m
cm
m
N
Kgf
NcmKgfMtorsor
72639100
807,9
1
77,7123)( =•=⋅










=
=
=
=⋅
1415,3
/8,9
7351
8,71621
)( 2
π
smg
WCV
n
CV
cmKgfMtorsor
Error = 1,2%

Case Study
Text Reference: Figure 1.4, page 21

Introduccion al calculo de maquinas

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

Similar a Introduccion al calculo de maquinas

Similar a Introduccion al calculo de maquinas (20)

Introduccion al calculo de maquinas