Dibujo Mecanico Apc II Solucion de Examen Parcial 10-10-11

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA-ENERGÍA DIBUJO MECÁNICO ASISTIDO POR COMPUTADORA II

DIBUJO MECANICO ASISTIDO POR COMPUTADORA II

EXAMEN PARCIAL Lunes, 10 de octubre del 2011

Autor:

Ing. Sanchez Valverde, Victoriano.

CALLAO –PERÚ

Autor: Ing. Victoriano Sánchez Valverde

1


SOLUCIONARIO PROBLEMA Nº 1 (6 puntos) El reductor de velocidad, está constituido de ruedas dentadas rectas, cuyo sistema se constituye por el ángulo de presión de 20º, la rueda dentada al ingreso tiene una velo veloci cida dad d rota rotaci cion onal al de 1764 1764rp rpm m y la salida es de 504rpm, y la potencia del motor eléctrico es 30Kw. Del mismo modo, el ancho del dentado tiene una relación b/m = 25, y el material de diseño para el piñón tiene una dureza Brinell de 260 Kgf/mm² y de la rueda es 180Kgf/mm², el tiempo de vida nominal del conjunto es de 40 000 horas, cuyo fact factor or de conv conver ersi sión ón para para la pres presió ión n espe especí cífi fica ca admi admisi sibl ble e es 0.5, 0.5, se pide pide determinar: 1. La presión presión espec especifica ifica del del material material del del piñón piñón y la rueda. rueda. 2. El momen momento to torso torsorr del piñó piñón n y la rueda rueda.. 3. El modul modulo o circul circular ar del del piñón piñón y la rueda rueda.. 4. La distanc distancia ia entre centro centro del del sistema. sistema. (deberá (deberá ser ser un numero numero entero) entero) 5. El diámet diámetro ro primitivo primitivo del piñón y la rueda. rueda. Material GG. 26 Acero 80-95 Acero 90-105

HB(Kgf/mm²) 180 2 30 2 60

Solución: Datos: Pm = 30Kw n1 = 1764rpm n2 = 504rpm

500rpm 20 28 52

750rpm 17 20 36

Tiempo

40 000 horas

Factor

0.5

1000rpm 13 18 33

1.- La presión especifica del material del piñón. Presión admisible del material: HB = 260 Kgf/mm² Interpolando: 2500rpm 24 Kgf/cm² 1764rpm X Kgf/cm² 1500rpm 28 Kgf/cm²

2500 1500 2500 1764 Kadm

X

24 28 24 X 24000 2944 1000

27Kgf/cm²

Factor de vida nominal Para Lh = 40 000 horas Autor: Ing. Victoriano Sánchez Valverde

φ = 0.5 2

1500rpm 11. 5 16 28

2500rpm 8.5 12 24


Kc = Kadm . φ = 27*0.5 = 13.5 Kgf/cm²

2.- Modulo normalizado ISO. a) Momento torsor del piñón.

MT = 97403

Pm 30 = 97403 = 1656.5Kgf .cm n1 1764

Ancho del diente b. = 25.m. Diámetro primitivo. d² = 17²*m2 = 289.m2 Relación de transmisión instantánea.

n1 n2

i1,2

1764 504

3 .5

Volumen del material dentado. d².b = 289*25 m3 = 7225m3

6.25 * Mt * (1 i1,2 ) b.d² = Kc * i1,2 m=

3

6.25 * 1656 .5 * 4.5 7225 * 13.5 * 3.5 = 0.515cm por regla de Renard

m=5

3.- La distancia entre centros del sistema. m 5 * (1 i1,2 ) * Z 1 * (1 3.5) * 20 225 2 2 4.- Los diámetros primitivos del piñón y la rueda. 20 3. 5 Z2 Z 2 3.5 * 20 70 a

Z1=20 Z2=70 Diámetro del piñón: d1 = m. Z1 = 5*20 = 100mm Diámetro de la rueda: d2=m*Z2 =5*70 = 350mm

5.- La presión especifica del material maquinado de la rueda.

Presión admisible del material: HB = 180 Kgf/mm² Interpolando: 750rpm 17 Kgf/cm² 504rpm X Kgf/cm² 500rpm 20 Kgf/cm²


3


750 500 17 20 750 504 17 X 250 3 246 17 X 4250 250X 738 4250 ` 738 X 250 K adm

X

4250 738 250

20Kgf/cm²

Factor de vida nominal del material Para Lh = 40 000 horas

φ = 0.5

Kc = Kadm . φ = 20*0.5 = 10Kgf/cm² Momento torsor de la rueda.

MT

97403

Pm n2

97403

30 504

5798Kgf cm

Modulo normalizado ISO. Ancho del diente b. = 25.m. Diámetro primitivo. d² = 70²*m²= 4900.m2 Relación de transmisión instantánea.

i1,2

n1 n2

1764 504

3 .5

Volumen del material dentado. d².b = 4900*25 m3 = 122500.m3

6.25 * Mt * (1 i1,2 ) b.d² = Kc * i1,2 6.25 * 5798 * 4.5 m = 3 122500 * 10 * 3.5 = 0.336cm m=4 Por tanto, se deberá utilizar el modulo: piñón y rueda m = 5.


4


PROBLEMA N° 2 (5 puntos) Dado el siguiente conjunto, identificar la pieza y dibujar con la tolerancia ISO en la sección CD la siguiente expresión 75R8/r7, se pide determinar: 1.- Las tolerancias funcionales del agujero y eje en el sistema ISO. 2.- La posición funcional del agujero y eje. 3.- El acotado funcional del agujero y eje. 4.- Las cotas máximas y mínimas del agujero y eje. 5.- Acotar la figura en la sección propuesta.

Solución: Datos. 75R8/r7

1.- Las tolerancias funcionales del agujero y eje en el sistema ISO.

Agujero: 75R8 a. La media geométrica.

Eje: 75r7

N = 50 * 80 = 63.245mm b.

Unidad de tolerancia. i = 0.45 * 3 N + 0.001.N = 0.45.3 63.245

+ 0.001 * 63.245

i = 1.856 m IT5

IT6

IT7

IT8

IT9

IT10

IT11

IT12

IT13

IT14

IT15

IT16

IT17

IT18

7I

10I

16I

25I

40I

64I

100I

160I

250I

400I

610I

100 0I

160 0I

2500 I

Tolerancia del agujero: Ta = IT-8 = 25.i= 25*1.856=46µm Tolerancia del eje: Te = IT-7 = 16i= 16*1.856 = 30µm

2.- La posición funcional del agujero y eje. Posición del agujero P = -(IT-7 + 5) = - (30+5) S = -(IT-7 +0.4N) = - (30+25) Posición del eje. Autor: Ing. Victoriano Sánchez Valverde

= -35µm = -55µm

5


p = (IT-7 + 5) = + (30+5) = +35µm s = (IT-7 + 5) = + (30+25) = +55µm Discrepancia del agujero. Ds= R = P * S = = − 35 * 55 = −44 m Discrepancia del eje. di= r = p * s = = + 35 * 55 = +44 m

3.- El acotado funcional del agujero y eje. ± −0.055 Acotado del agujero: 75 = 75 −0.090 ± +0.074 Acotado del eje: 75 = 75 +0.044 4.- Las cotas máximas y mínimas del agujero y eje. 



Cota del agujero:

CMAX = 74.945 CMIN = 74.910 Cota del eje.

Cmax = 75.074 Cmin = 75.0.44

5.- Acotar figura en la l a sección propuesta.

PROBLEMA Nº 3 (5 puntos) Un sist sistem ema a de lamin laminac ació ión n de árbo árbole les s para parale lelo los, s, es acci accion onad ado o por por engranajes de dientes rectos, gira a la velocidad de 900 rpm, entre su eje que tiene un diámetro de 55mm y el rodamiento es de bolas de la serie 63; cuya carga radial es 280kgf y la carga axial es 170kgf, cuyos factores básicos del engranaje de laminado para el rodamiento es: factor de vida es 3.87, 3.87, Factor Factor de Veloci Velocidad dad es 0.372 0.372 y el factor factor de tempe temperat ratura ura para 150ºC = 1. Se pide determinar: 1.- La carga equivalente. f L 2.- La carga carga dinámi dinámica. ca. C P 3.- La vida vida nominal nominal en en horas horas f n f t 4.- La vida nominal nominal en revoluc revolucione iones. s. 5.- Tipo del rodamiento de bolas. =


6

*

*


Solución: Datos. n. = 900rpm Fa = 170Kgf Fr = 280Kgf

1.- La carga equivalente. a) factor de seguridad

e=

Fa 170 = = 0.06 10.Fr 10.280

Interpolando factor total requerido: 0.04 0.24 0.06 ex 0.07 0.27 Autor: Ing. Victoriano Sánchez Valverde

7


0.04 − 0.07 0.24 − 0.27 = 0.04 − 0.06 0.24 − ex − 0.0072 + 0.03ex = 0.006 0.0078 = 0.26 ex = 0.03 Factor de vida nominal Interpolando factor de giro en yo: 1.8 0.24 yo 0.26 1.6 0.27 1.8 − 1.6 0.24 − 0.27 = 1.8 − y 0 0.24 − 0.27

y 0 = 1.667 P = xFr + y.Fa = 0.56*280 +1.667*170 = 440Kgf

2.- La carga dinámica. C

=

f L * fn * ft

P

=

3.87 * 440 0.372

=

4577 .4Kgf

3.- La vida nominal en horas. 10 6 * L 10 6 * 1298 = = 24037horas Lh = 60 * n 60 * 900 4.- la vida nominal en revoluciones. p 3 C   4800   L =   =   = 1298 millones P 440     5.- Tipo de rodamiento. Serie diámetro exterior Carga 6310 50 110 27

ancho 3

quicio 4800

EXAMEN PARCIAL Lunes, 10 de octubre del 2011

Indicaciones: está prohibido el préstamo de instrumentos y uso de cualquier elemento de consulta, usar solo el papel cuadriculado ofic oficia iall requ requer erido ido e inst instru rume ment ntos os de dibujo técnico. PROBLEMA Nº 1 (6 puntos) El reductor de velocidad, está constituido de ruedas dentadas rectas, cuyo sistema se constituye por el ángulo de presión de 20º, la rueda dentada al ingreso tiene una


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velocidad rotacional de 1764rpm y la salida es de 504rpm, y la potencia del motor eléctrico es 30Kw. Del mismo modo, el ancho del dentado tiene una relación b/m = 25, y el material de diseño para el piñón tiene una dureza Brinell de 260 Kgf/mm² y de la rueda es 180Kgf/mm², el tiempo de vida nominal del conjunto es de 40 000 horas, cuyo factor de conversión para la presión específica admisible es 0.5, se pide determinar: 1. La presión presión espec especifica ifica del del material material del del piñón piñón y la rueda. rueda. 2. El momen momento to torso torsorr del piñó piñón n y la rueda rueda.. 3. El modul modulo o circul circular ar del del piñón piñón y la rueda rueda.. 4. La distanc distancia ia entre centro centro del del sistema. sistema. (deberá (deberá ser ser un numero numero entero) entero) 5. El diámet diámetro ro primitivo primitivo del piñón y la rueda. rueda. 6. Acotad Acotado o a mano mano alzad alzada a de la la rueda. rueda. Material GG. 26 Acero 80-95 Acero 90-105

HB(Kgf/mm²) 180 2 30 2 60

500rpm 20 28

750rpm 17 20

52

1000rpm 13 18

36

Tiempo

40000 horas

Factor

0.5

33

1500rpm 11. 5 16

2500rpm 8. 5 12

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PROBLEMA N° 2 puntos)

Dado el siguiente conjunto, identificar la pieza y dibujar con la tolerancia ISO en la sección CD la siguiente expresión 75R8/r7, se pide determinar: 1.- Las tolerancias funcionales del agujero y eje en el sistema ISO. 2.- La posición funcional del agujero y eje. 3.- El acotado funcional del agujero y eje. 4.- Las cotas máximas y mínimas del agujero y eje. 5.- Acotar la figura en la sección propuesta.

PROBLEMA Nº 3 (4 puntos) Autor: Ing. Victoriano Sánchez Valverde

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(5


Un sist sistem ema a de lamin laminac ació ión n de árbo árbole les s para parale lelo los, s, es acci accion onad ado o por por engranajes de dientes rectos, gira a la velocidad de 900 rpm, entre su eje que tiene un diámetro de 55mm y el rodamiento es de bolas de la serie 63; cuya carga radial es 280kgf y la carga axial es 170kgf, cuyos factores básicos del engranaje de laminado para el rodamiento es: factor de vida es 3.87, Factor de Velocidad Velocidad es 0.372 y el factor de temperatura temperatura hasta 150ºC = 1. Se pide determinar: 1.- La carga equivalente. f L 2.- La carga carga dinámi dinámica. ca. C P 3.- La vida vida nominal nominal en en horas horas f n f t 4.- La vida nominal nominal en revoluc revolucione iones. s. 5.- Tipo del rodamiento de bolas. =


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Dibujo Mecanico Apc II Solucion de Examen Parcial 10-10-11

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