24.2 : Diseño de ejes de transmisión

El diseño de un eje de transmisión requiere una comprensión profunda de las tensiones inducidas por los momentos flectores y los pares de torsión, especialmente en sistemas donde la potencia se transfiere a través de engranajes. Estas fuerzas crean sistemas de fuerza-par en los centros de las secciones transversales del eje, lo que genera cargas tanto transversales como torsionales. Aunque los esfuerzos cortantes de las cargas transversales suelen ser más pequeños que los de los pares de torsión y a menudo se pasan por alto, los esfuerzos normales significativos de estas cargas contribuyen al esfuerzo cortante máximo.

Calcular la tensión normal ejercida sobre una sección de eje implica examinar la sección transversal del eje en un punto específico, considerando tanto el par como el de flexión. El esfuerzo normal máximo ocurre típicamente en los extremos del diámetro perpendicular al resultante del par de momento flector. Determinar la relación de momento polar mínima permitida J/c de la sección transversal es esencial para garantizar la integridad y funcionalidad del eje.

Esta relación es vital ya que tiene en cuenta tanto el momento flector máximo resultante como el par sobre el eje, además del esfuerzo cortante permitido. Este enfoque analítico es fundamental en el diseño de ejes circulares sólidos y huecos, lo que permite la creación de configuraciones de eje optimizadas que pueden soportar de manera confiable las tensiones operativas. Dicha metodología asegura que los ejes diseñados sean robustos, eficientes y adaptados a sus aplicaciones específicas, garantizando la seguridad y funcionalidad de los sistemas mecánicos.