Cálculo básico de tornillos de potencia
Calcula tornillos de potencia con carga de torsión y de presión, y realiza una comprobación de deformación y presión en la rosca en unidades métricas o imperiales, según la norma especificada. Si se selecciona la norma ANSI, se utilizan unidades imperiales con las cotas de tornillo correspondientes.
Parámetros de entrada
F | fuerza axial máxima [N, lb] |
T | momento máximo [Nm, lb pies] |
f 1 | coeficiente de fricción de rosca entre la tuerca y el tornillo [-] |
d | diámetro de la rosca del tornillo [mm, pulg] |
p | separación [mm, pulg] |
d s | diámetro medio del tornillo [mm, pulg] |
d min | diámetro mínimo del tornillo [mm, pulg] |
H | altura de la tuerca [mm, pulg] |
n | factor para condiciones finales según la imagen esquemática de los tipos de montaje [-] |
L | longitud máxima del tornillo con carga [mm, pulg] |
S y | límite de elasticidad [MPa, lpc] |
k s | coeficiente de seguridad (El valor se selecciona según el nivel de seguridad necesario). [-] |
p a | presión de rosca admitida [MPa, lpc] |
E | módulo de elasticidad del tornillo [MPa, lpc] |
Parámetros calculados
Longitud reducida
L red = n L
Área de sección mín.
S min = π d min 2 / 4
Ángulo de hélice (ángulo de avance)
Rendimiento
Para “rotación a desplazamiento”
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Para “desplazamiento a rotación”
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If α < arc tan f 1 , η = 0 |
Momento máximo (si se trata del momento de salida)
T = F p / (2 πη)
Fuerza axial máxima (si se trata de la fuerza de salida)
F = 2 T πη / p
Coeficiente de esbeltez
λ = 4 L red / d s
Tensión de presión
σ t = F / S min
Tensión de torsión
Tensión reducida
Tensión crítica de Rankin
Tensión crítica de Euler
σ E = π 2 E / λ 2
Tensión crítica de Johnson
Presión calculada en la rosca
Coeficiente de seguridad calculado
k v = min (S y / σred, min (σ R , σ F , σ J ) / σ t )
Comprobación de resistencia
k v ≥ k s
p c ≤ p A