Elementos de Máquinas 2ed

Descripción

Empieza describiendo los sistemas de transmisión de potencia, los elementos de fijación, los de apoyo y guiado, y de estanqueidad. A continuación, trata aspectos relativos al diseño, fabricación y montaje de elementos de máquinas. Posteriormente se centra en los materiales utilizados en elementos de máquinas, la determinación de sus propiedades, así como su modificación mediante procesos (por ejemplo, los tratamientos térmicos del acero). Continúa con una introducción a la resistencia de materiales y al cálculo de elementos. Finalmente, presenta los métodos para el cálculo del par y la potencia en los sistemas de accionamiento más utilizados en máquinas para aplicaciones industriales.

Se presentan de forma clara y progresiva los conceptos fundamentales relacionados con los elementos de máquinas. En primer lugar, se describe la función de los sistemas y elementos mecánicos; esto se amplía con los cálculos de las magnitudes más importantes en cada caso (ya sea la velocidad, la duración o el esfuerzo); y se termina con cálculos más avanzados. Todo ello se ve reforzado mediante representaciones gráficas, tablas de datos y ejemplos numéricos resueltos. De este modo, se trata de un manual práctico que se complementa con actividades finales en cada capítulo, centradas en la identificación, determinación de propiedades, cálculo y selección de elementos.
Este libro también es adecuado para la formación de técnicos en diseño mecánico.

AUTORES

Francisco Javier Domínguez Equiza

Es Ingeniero Industrial en Mecánica y profesor de la especialidad de Organización y Proyectos de Fabricación Mecánica.

CONTENIDO

Unidad 1
Sistemas de transmisión 1
1.1 Introducción 2
1.2 Tipos de movimientos 2
1.3 Sistemas de transmisión y sistemas de transformación del movimiento 3
1.4 Transmisión por engranajes 3
1.5 Tren de engranajes de ejes fijos 7
1.6 Trenes de engranajes planetarios 9
1.7 Reductores de engranajes 10
1.8 Transmisión por correas trapeciales 11
1.9 Transmisión por correas síncronas 13
1.10 Transmisión por cadenas de rodillos 15

Unidad 2
Sistemas de transformación del movimiento 23
2.1 Introducción 24
2.2 Sistemas piñón-cremallera 24
2.3 Sistemas husillo-tuerca trapecial 26
2.4 Sistemas husillo-tuerca con recirculación de bolas 28
2.5 Sistemas de leva y seguidor 31

Unidad 3
Sistemas de apoyo y guiado 39
3.1 Introducción 40
3.2 Ejes y árboles de transmisión 40
3.3 Cojinetes de fricción 40
3.4 Rodamientos 41
3.5 Soportes de rodamiento 48
3.6 Utilización de catálogos de rodamientos 48
3.7 Sistemas de guiado 50

Unidad 4
Sistemas y elementos de unión 57
4.1 Tipos de uniones 58
4.2 Sistemas de roscas para uniones atornilladas 58
4.3 Tornillos de unión 59
4.4 Tuercas 66
4.5 Arandelas 68
4.6 Pasadores 68
4.7 Chavetas y lengüetas 69
4.8 Unidades cónicas de fijación 70
4.9 Acoplamientos 71

Unidad 5
Lubricantes, lubricación y elementos de estanqueidad 77
5.1 El rozamiento y la lubricación 78
5.2 Tipos de lubricantes 78
5.3 Propiedades de los lubricantes 79
5.4 Composición de los lubricantes comerciales 80
5.5 Clasificación de los lubricantes 81
5.6 Métodos de engrase 84
5.7 Selección del lubricante 86
5.8 Elementos de estanqueidad 88

Unidad 6
Tolerancias dimensionales y ajustes 95
6.1 Tolerancias de fabricación 96
6.2 Sistema de tolerancias ISO 98
6.3 Ajustes 102
6.4 Sistema de ajustes ISO 104
6.5 Ajustes recomendados 105
6.6 Formas de expresar tolerancias en un plano 106

Unidad 7
Tolerancias geométricas 113
7.1 Función de las tolerancias geométricas 114
7.2 Tipos de tolerancias geométricas y representación simbólica 114
7.3 Tolerancias geométricas de forma 115
7.4 Tolerancias geométricas de posición 117
7.5 Determinación de valores de tolerancias geométricas 123
7.6 Tolerancias geométricas generales 123

Unidad 8
Calidad superficial 131
8.1 Rugosidad superficial 132
8.2 Parámetros para cuantificar la rugosidad 133
8.3 Rugosidad y procesos de fabricación 134
8.4 Designación de la rugosidad 135

Unidad 9
Soluciones constructivas 143
9.1 Uniones atornilladas 144
9.2 Uniones soldadas 145
9.3 Uniones de árboles con elementos de transmisión
de potencia 148
9.4 Anillos elásticos de seguridad 150
9.5 Fijación de rodamientos 151

Unidad 10
Propiedades de los materiales 161
10.1 Propiedades físicas de los materiales 162
10.2 Propiedades químicas de los materiales 163
10.3 Propiedades mecánicas de los materiales 163
10.4 Propiedades tecnológicas 164
10.5 Ensayos de dureza 165
10.6 Ensayo de tracción 168
10.7 Ensayos de resistencia al choque 171
10.8 Resistencia a la fatiga 173
10.9 Modificación de las propiedades en los procesos tecnológicos 174

Unidad 11
Materiales para elementos de máquinas 179
11.1 Aceros 180
11.2 Aleaciones de aluminio 187
11.3 Aleaciones de cobre 190
11.4 Materiales poliméricos 191
11.5 Selección de materiales para elementos de máquinas 193

Unidad 12
Tratamientos térmicos y superficiales del acero 201
12.1 El diagrama hierro-carbono 202
12.2 Los diagramas TTT: temperatura – tiempo – transformación 204
12.3 El normalizado 206
12.4 El recocido 207
12.5 El temple 208
12.6 El revenido 213
12.7 Tratamientos termoquímicos 213

Unidad 13
Resistencia de materiales 219
13.1 Introducción a la resistencia de materiales 220
13.2 Tipos de esfuerzos exteriores 220
13.3 Tipos de tensiones internas 222
13.4 La elasticidad de los materiales y la ley de Hooke223
13.5 Cálculo de tensiones internas y deformaciones224
13.6 Flexión en árboles de transmisión de potencia230
13.7 Torsión en árboles de transmisión de potencia235
13.8 Coeficiente de seguridad 235

Unidad 14
Par y potencia 241
14.1 Engranajes 242
14.2 Transmisiones flexibles 242
14.3 Husillos trapeciales 243
14.4 Husillos de bolas 245
14.5 Sistemas piñón-cremallera 248

Unidad 15
Selección de motores 253
15.1 Motores asíncronos trifásicos 254
15.2 Características mecánicas de un motor asíncrono 254
15.3 Curvas características de par resistente 255
15.4 Cálculo del par de un motor 256
15.5 Par resistente en el eje del motor 257
15.6 Inercia de las cargas en el eje del motor 258
15.7 Ecuación del movimiento de la máquina 260
15.8 Cálculo del par requerido 260