Taller torsiòn

UNIVERSIDAD CENTRAL TALLER 3 DE RESISTENCIA DE MATERIALES 1. Hallar el màximo esfuerzo cortante causado por un torque de 40 kips-pulg en el sòlido de aluminio de 3 pulg de diametro que se muestra b) Resuelva el ejercicio suponiendo que el eje es hueco con el mismo diametro exterior y 1 pulg de diametro interior

2. Se aplica un torque de 1.75 kN- m al cilindro sólido de la figura. Hallara) el cortante máximo b) El porcentaje de torque tomado por el núcleo de 25 mm de diámetro

3. Las torques mostradas se ejercen sobre las poleas A, B y C. Si ambos ejes son sólidos, halle el máximo esfuerzo cortante a) en el eje AB, b) en el eje BC

4. En condiciones normales de aplicación, el motor eléctrico ejerce un torque de 12 kips*pulg sobre E. Sabiendo que cada eje es sólido halle el máximo esfuerzo cortante a) en BC, b) en CD, c) en DE d) Resuelva lo mismo, suponiendo que se ha perforado un hueco de 1 pulg de diámetro en cada eje.

5. Las torques mostradas se ejercen sobre las poleas A, B, C y D. Si los ejes son sólidos, hallar: a) El eje en el cual ocurre el máximo esfuerzo cortante, b) la magnitud de dicho esfuerzo

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6. El eje AB es de acero, con un cortante admisible de 90 MPa; el eje BC es de aluminio con un esfuerzo cortante admisible de 60 MPa. Sabiendo que el diámetro del eje BC es de 50 mm, Hallar a) el máximo torque T que puede aplicarse en A si el esfuerzo admisible no debe ser excedido en el eje BC, b) el diámetro requerido en el eje AB

7. Con relación a la figura anterior, el eje AB tiene 30 mm de diámetro y es de acero con un esfuerzo cortante admisible de 90 MPa, mientras que el eje BC está hecho de una aleación de aluminio, con un esfuerzo cortante admisible de 60 MPa y tiene 50 mm de diámetro. Hallar el torque máximo T que se puede aplicar en A 8. Dos ejes sólidos de acero están conectados por los engranajes mostrados. Hallar el máximo esfuerzo cortante en cada eje, si se aplica en D un torque T de 8 kips*plg

9. Se aplica un torque T = 120 Nm al eje AB del tren de engranajes. Sabiendo que el cortante admisible es 75 MPa en los tres ejes, hallar el diámetro requerido a) del eje AB, b) del eje CD, c) del eje EF

10. Dos ejes macizos de acero están conectados por los engranajes que se muestran. Sabiendo que para cada eje G = 11.5x106 psi y que el esfuerzo cortante admisible es de 8 ksi, hallar a) el mayor torque To que puede aplicarse en el extremo A del eje AB , b) el ángulo que rota el extremo A del eje AB

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11. Los torques que se ilustran se ejercen sobre las poleas A, B y C. Sabiendo que ambos ejes son sólidos y de latón (G = 39 GPa), halle el ángulo de torsión entre a) A y B b) A y C

12. El motor eléctrico ejerce un torque de 6 kip*pulg sobre el eje de aluminio ABCD cuando rota a velocidad constante. Sabiendo que G = 3.7 x106 psi y que los torques ejercidos sobre las poleas B y C son los que se muestran, hallar el ángulo de torsión entre a) B y C, b) B y D

13. Los torques mostradas se ejercen sobre las poleas A, B, C y D. Si los ejes son sólidos de 120 mm de longitud y de acero ( G = 77 GPa), hallar el ángulo de torsión entre a) A y C, b) Ay E

14. Dos ejes sólidos de acero (G=77 GPa) están conectados por los engranajes mostrados. Determine el ángulo que rota el extremo A cuando se le aplica un torque T de 600 Nm

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15. Las especificaciones de diseño para el sistema engranaje-eje mostrados, requieren que se use el mismo diámetro para ambos ejes y que el ángulo que rote la polea A al aplicarse un torque TA de 2 kips*pulg mientras la polea D se mantiene fija, no pase de 7.50. Determine el diámetro de los ejes si ambos están hechos de acero con G = 11.2x109 ksi y = 12 ksi

16. En una hoja plástica se perfora un hueco en A aplicando una fuerza P de 600 N al extremo D de la palanca DC, rígidamente unida al eje sólido cilíndrico BC. Las especificaciones de diseño piden que el desplazamiento D no debe pasar de 15 mm desde el momento que el punzón toca la hoja plástica, hasta el momento de penetración. Halle el diámetro requerido del eje BC si está hecho de acero, con G = 77 GPa y = 80 MPa

17. Un árbol se compone de tres porciones AC, CD, y DB soldadas entre si y el conjunto firmemente empotrado en sus extremos y cargado como se indica. Para el acero G = G=77 GPa, para el aluminio G = 27 GPa y para el bronce G = 39 GPa . Determinar la tensión cortante máxima en cada material b) Determinar el par torsor que habría que aplicar en C para que el esfuerzo cortante en el acero fuera de 70 MPa

UNIVERSIDAD CENTRAL TALLER 3 DE RESISTENCIA DE MATERIALES 18. Dos ejes sólidos de acero se conectan mediante los engranajes que se muestran. Si se sabe que G = 77.2 GPa para cada uno de los ejes, determinar el ángulo que gira el extremo A cuando TA = 1200 Nm

19. Un motor diesel para un pequeño bote opera a 200 rpm y transmite 800 hp a la hélice, por medio de una caja de engranajes con una relación de 4:1. Tanto el eje que va del motor a la caja de engranajes como el de la hélice deben ser sólidos y fabricarse con una aleación de acero con tratamiento térmico (G = 12*106 psi ). Determine los diámetros mínimos de los dos ejes si el esfuerzo cortante admisible es de 20 ksi y el ángulo de torsión para una longitud de 10 pies del eje de la hélice no debe de exceder de 40. Desprecie la pérdida de potencia en la caja de engranajes y suponga que el eje de la hélice está sujeto a torsión pura

20. El eje sólido de acero AB va a usarse para transmitir 5 hp del motor M al que está unido. Si el eje gira a ω = 175 rpm y el acero tiene un esfuerzo cortante admisible de = 14.5 ksi, determinar el diámetro requerido para el eje aproximándolo al 1/8 pulg más cercano