Barra redonda escalonada.

Las flechas con frecuencia se fabrican con dos o mis diámetros, lo que da por resultado una flecha escalonada como la que se muestra en el apéndice A-21 -7. La cara del escalón sirve para localizar un lado de un elemento que se monta en la flecha, tal como un cojinete, engrane, polca o una nieda dentada para cadena. Se debe tener cuidado al definir el radio de la base del escalón, llamado radio de redon- deo. Deben evitarse los vért ices puntiagudos, porque provocan factores de concentración de esluerzo muy elevados. Bl radio ha de ser tan grande como sea posible y al mismo tiempo compatible con los elementos montados en la flecha. Los anillos dc retención que se asientan en las ranuras cortadas en la flecha, a menudo se usan para localizar elementos de máquina, como se muestra en la figura 5-8. Las ranuras por lo general son dc fondo plano con radios pequeños en los costados. Algunos diseñadores tratan a tal es ranuras como si fueran dos escalones muy juntos en la flecha y utilizan la gráfica de flechas escalonadas (apéndice A-2l-7)para determinar el factor de concentración de esfuerzo. Por el radio pequeño en la base de la ranura, el radio relativo con frecuencia es bastante pequeño, lo eual resulta en que se tomen valores elevados de K, de la gráfica. En tales casos, suele usarse un valor de K¡=3.0.

Barra redonda ranurada.

Las ranuras de fondo redondeado se cortan en las barras redondas con el objeto de instalar sellos o para distribuir aceite lubricante alrededor de una flecha. 1,1 factor de concentración de esfuerzo depende de ta relación del diámetro de la flecha al diámetro de la ranura y de la relación del radio de la ranura al diámetro de la misma. La ranura se corta con una herramienta de boca redondeada que produce la ranura de fondo redondeado. El radio ha de ser tan grande como sea posible para reducir at mínimo el factor de concentración de esfuerzo. Nótese que el esfuerzo nominal se basa en e l diámetro en la base de la ranura, Véase el apéndice A-21 -6.

Barra redonda con un agujero transversal - II

El pasador sirve para situar el elemento de maquina axialmente en la flecha al mismo tiempo también trasmite el par de torsión de la flecha al elemento o de éste a la flecha. El agujero en la flecha es un cambio reperntino de geometria y causa una concentracion de esfuerzo. El apéndice A -21-5 es ina gráfica de este caso con la que se puede determinar K, La curva C corresponde al caso del flechas sometidas a torsión . notesé que la formula para el esfuerzo nominal en la flecha se basa en toda la sección transversal circular bruta de la flecha

Barra redonda con un agujero transversal - I

El objeto de perforar u agujero en una flecha es insertar un pasador a través del agujero y a través del agujero correspondiente en la maza de un elemento de máquina tal como un engrane, polea a rueda dentada para cadena

CONCENTRACIONES DE ESFUERZO EN ELEMENTOS SOMETIDOS A TORSIÓN - II

Éste es un segmento dc una Hecha en la que se va a montar un elemento transmisor de potencia como, por ejemplo, un engrane. El diámetro del agujero en la maza del engrane es mi que permite deslizarlo en el extremo derecho de la flecha donde el diámetro de esta es ¡ 1 25 mm. I n el cilífero se inserta una cuna rectangular y habría un cuñero coi iespondi ente ett la maza del engrane para que se deslice sobre la cuña. El engrane se deslizaría entonces de derecha ¡i izquierda hasta que se detuviera contra el hombro de la sección 2 por el incremento en el diámetro de la flecha a D 40 ni m. Para ma ni ene relé ngranc en posición, se inserta una nillo de sujeción en I a ranura de la sección 4. L os cambios de la sección transversal dc un miembro sometido a torsión provocan que el esfuerzo local cerca de los cambios sea mayor que el que se pronosticó mediante el uso de la fórmula para el esfuerzo cortante torsional, El nivel real de esfuerzo en tales casos se determina de manera experimental. En tal caso se determina un factor de concentración (Je esfuerzo que permita que el esfuerzo máximo en diseños similares se calcule con la relación:

CONCENTRACIONES DE ESFUERZO EN ELEMENTOS SOMETIDOS A TORSIÓN - I

Los miembros sometidos a torsión, en especial las flechas trasmisoras de potencia, con frecuencia se fabrican con cambios de geometría en varias posiciones. La figura 5-8

COMPARACIÓN DE ELEMENTOS CIRCULARES SÓLIDOS Y HUECOS - III

De este modo se puede ver que la flecha hueca tiene casi la mitad de la masa de la flecha sólida, aun cuando a ambas se sometió al mismo nivel de esfuerzo con un par de torsión dado ¿Por qué? La razón de que la flecha hueca sea más ligera es que la mayor parte de su material se somete a un nivel de esfuerzo más elevado que en la flecha sólida. La figura 5-4 Muestra la distribución del esfuerzo en la flecha sólida. El esfuerzo máximo 32.6MPs ocurre en la superficie externa. El esfuerzo en tal caso varia linealmente con el radio en otros puntos de la flecha, en este caso, no se usa con eficiencia Compárese lo anterior con la flecha hueca de la figura 5-6 Asimismo, el esfuerzo en la superficie externa es el máximo 32.6 MPa. El esfuerzo en la superficie interna de la flecha hueca se determina con la ecuación (5-6)