MECANICA DE MATERIALES I
CICLO ACADEMICO 2017-1
TORSION - DISEÑO DE EJES DE TRANSMISION TRANSMISION 01. Determine el esfuerzo cortante máximo en un eje sólido con 1.5 in. de diámetro cuando transmite 75 hp a una velocidad de a) 750 rpm, b) 1 500 rpm. 02. Determine el esfuerzo cortante máximo en un eje sólido con 12 mm de diámetro cuando transmite 2.5 kW a una frecuencia de a) 25 Hz, b) 50 Hz. 03. Con un esfuerzo cortante permisible de 50 MPa, diseñe un eje sólido de acero para transmitir 15 kW a una frecuencia de a) 30 Hz, b) 60 Hz. 04. Con un esfuerzo cortante permisible de 4.5 ksi, diseñe un eje sólido de acero para transmitir 12 hp a una velocidad de a) 1 200 rpm, b) 2 400 rpm. 05. Cuando el eje hueco de acero que se muestra en la figura gira a 180 rpm, una medición estroboscópica indica que el ángulo de giro del eje es 3°. Si se sabe que G = 77.2 GPa, determine a) la potencia transmitida, b) el esfuerzo cortante máximo en el eje.
06. El eje hueco de acero que se muestra en la figura del problema p roblema 5 (G = 77.2 GPa, perm = 50 MPa) gira a 240 rpm. Determine a) la potencia máxima que puede transmitirse, b) el ángulo de giro correspondiente para el eje. 07. Uno de dos ejes huecos de transmisión de un trasatlántico tiene 125 ft de largo, y sus diámetros exterior e interior son de 16 in. y de 8 in., respectivamente. El eje está hecho de un acero para el que perm = 8 500 psi psi y G = 11.2 x 106 psi. Si se sabe que la máxima velocidad de rotación del eje es de 165 rpm, determine a) la máxima potencia que puede transmitirse por un eje a su hélice, b) el ángulo de giro correspondiente para el eje.. 08. Un eje de transmisión hueco, hecho de acero ( G = 11.2 x 106 psi), tiene 8 ft de longitud y sus diámetros exterior e interior son, respectivamente, r espectivamente, 2.50 in. y 1.25 in. Si se sabe que el eje transmite 200 hp mientras gira gi ra a 1 500 rpm, determine a) el esfuerzo cortante máximo, b) el ángulo de giro del eje. 09. Un tubo de acero de 72 mm de diámetro exterior será empleado para transmitir un par de torsión de 2 500 N x m sin exceder un esfuerzo permisible máximo de 55 MPa. Una serie de tubos de 72 mm de diámetro exterior se encuentra disponible para su uso. Si se sabe que el espesor de pared de los tubos varía
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desde 4 hasta 10 mm en incrementos de 2 mm, elija el tubo más ligero que puede usarse.
10. El diseño de un elemento de máquina requiere que un eje de 40 mm de diámetro exterior transmita 45 kW. a) Si la velocidad de rotación es de 720 rpm, determine el esfuerzo cortante máximo en el eje a. b) Si la velocidad de rotación puede incrementarse en 50% a 1 080 rpm, determine el máximo diámetro interior del eje b para el que el esfuerzo cortante máximo sea el mismo en cada eje.
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