¿Cómo convertirse en diseñador mecánico?
Este libro es un libro de texto clásico para cursos universitarios de diseño mecánico en universidades estadounidenses. Todo el libro está dividido en dos partes. La primera parte es el capítulo básico, con el Capítulo 8, que incluye: introducción al diseño, materiales y procesos, análisis de movimiento y fuerza, tensión, deformación y deflexión, teoría de falla estática, teoría de falla por fatiga, falla de superficie y análisis de elementos finitos. La segunda parte es el diseño mecánico, Capítulo 9, que son: casos de estudio de diseño, ejes, chavetas y acoplamientos, cojinetes y lubricación, engranajes rectos, engranajes helicoidales, engranajes cónicos y sin fin, diseño de resortes, roscas y sujetadores, soldadura, embragues y frenos.
Este libro pone especial énfasis en el contenido de diseño integral para cultivar la capacidad de los estudiantes para resolver problemas de ingeniería en trabajos prácticos en el futuro. Además de los métodos tradicionales de análisis y cálculo analíticos y gráficos, también se agrega el método de elementos finitos y en el sitio web de este libro se proporcionan múltiples programas de análisis asistido por computadora, destacando así el papel de los métodos de diseño modernos y el diseño asistido por computadora. en la impartición de cursos de mecánica básica de aplicación. El sitio web establecido para este libro proporciona videos de conferencias del autor original, videos de análisis de tensión, videos de ejemplo de piezas mecánicas comunes y videos de maquinaria en funcionamiento, etc. Ver videos puede ayudar a los estudiantes y a los estudiantes de autoaprendizaje a comprender el contenido del libro de manera más intuitiva.
Este libro se puede utilizar como material didáctico o libro de referencia didáctica para cursos relacionados en especialidades de mecánica y casi mecánica doméstica, y también se puede utilizar como referencia para profesores, estudiantes y técnicos de ingeniería de otras especialidades. Se dedica a la enseñanza o diseño de mecánica básica. Este libro también se puede utilizar como libro de texto bilingüe junto con el libro de texto original.
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Americano Pregrado universitario Libro de texto clásico para cursos de diseño mecánico
Una lectura obligada para ingenieros mecánicos y estudiantes de mecánica
El traductor es un profesor de renombre nacional y supervisor de doctorado en la Universidad Tecnológica del Sur de China
Introducción del autor
Robert Norton obtuvo una licenciatura en ingeniería mecánica y tecnología industrial de la Universidad Northeastern, una maestría en diseño de ingeniería de la Universidad de Tufts y un título de posgrado del Instituto Politécnico de Worcester. .WPI) recibió el título de Doctor (honorario) en Ingeniería. Es un ingeniero profesional registrado en el estado de Massachusetts. Más de 50 años de experiencia en diseño de ingeniería y fabricación; más de 40 años de experiencia docente en ingeniería mecánica, diseño de ingeniería, ciencias de la computación y disciplinas relacionadas en Northeastern University, Tufts University y WPI. Norton ha sido miembro del cuerpo docente a tiempo completo en WPI desde 1981, donde actualmente es Profesor Emérito Distinguido Milton P. Higgins II. Es el fundador y presidente de Norton Associates Engineering Consultants desde 1970. Es miembro de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos y de la Sociedad de Ingenieros Automotrices. En 2007, fue seleccionado Profesor del Año en los Premios Nacionales de Enseñanza, cocreados por el Consejo para el Avance y Apoyo de la Educación (CASE) y la Fundación Carnegie para el Avance de la Enseñanza.
Índice
Índice
Versión china
Prólogo
Propiedades transversales
Propiedades básicas de calidad de forma
Conceptos básicos de la parte 1
Capítulo 1 Introducción al diseño
1.1 Diseño
1.2 Diseño típico Proceso
1.3 Formulación y cálculo de problemas
1.4 Modelo de ingeniería
1.5 Diseño e ingeniería asistidos por ordenador
1.6 Informe de ingeniería
1.7 Factores de seguridad y especificaciones de diseño
1.8 Consideraciones estadísticas
1.9 Unidades
1.10 Resumen
1.11 Referencias
1.12 Materiales en línea
1.13 Referencias
1.14 Ejercicios
Capítulo 2 Materiales y Procesos
2.0 Introducción
2.1 Definición de propiedades del material
2.2 Propiedades estadísticas de las propiedades del material
2.3 Uniformidad e isotropía
2.4 Dureza
2.5 Recubrimiento y tratamiento superficial
2.6 Características de los materiales metálicos de uso común
2.7 Características de los materiales no metálicos de uso común
2.8 Selección de materiales
2.9 Resumen
2.10 Referencias
2.11 Materiales en línea
2.12 Referencias
2.13 Ejercicios
Capítulo 3 Movimiento y análisis de fuerzas
3.0 Introducción
3.1 Grados de libertad
3.2 Mecanismo
3.3 Cálculo de grados de libertad (capacidad de movilidad)
3.4 Mecanismos comunes de un solo grado de libertad
3.5 Análisis de movimiento de mecanismos de biela
3.6 Análisis de mecanismos planos de cuatro barras
3.7 Análisis del mecanismo deslizante del cigüeñal
3.8 Diseño y análisis del mecanismo de leva
3.9 Clasificación de carga del análisis de fuerza
3.10 Diagrama de cuerpo libre
3.11 Análisis de carga
3.12 Caso de estudio de carga estática bidimensional
3.13 Caso de estudio de carga estática tridimensional
3.14 Caso de estudio de carga dinámica
3.15 Carga de vibración
3.16 Carga de impacto
3.17 Análisis de carga de viga
3.18 Resumen
3.19 Referencias
3.20 Información online
3.21 Bibliografía
3.22 Ejercicios
Capítulo 4 Esfuerzo, Deformación y Deflexión
4.0 Introducción
4.1 Esfuerzo
4.2 Deformación
4.3 Esfuerzo principal
4.4 Esfuerzo plano y deformación plana
4.5 Círculo de Mohr
4.6 Comparación entre tensión actuante y tensión principal
4.7 Tensión axial
4.8 Esfuerzo cortante directo, extrusión directa
4.9 Esfuerzo de viga y flexión
p>4.10 Deflexión de la viga
4.11 Método de Karnofsky
4.12 Torsión
4.13 Esfuerzo combinado
4.14 Coeficiente de resorte
p>
4.15 Concentración de esfuerzos
4.16 Compresión axial - varilla de presión
4.17 Esfuerzo del cilindro
4.18 Análisis de esfuerzos estáticos y deformaciones
4.19 Resumen
4.20 Referencias
4.21 Referencias
4.22 Ejercicios
Capítulo 5 Teoría de fallas estáticas
5.0 Introducción
5.1 Fallo de materiales dúctiles bajo carga estática
5.2 Fallo de materiales frágiles bajo carga estática
5.3 Mecánica de fractura
5.4 Teoría del fallo mediante cargas estáticas
p>
5.5 Análisis de estudio de caso de falla estática
5.6 Resumen
5.7 Referencias
5.8 Bibliografía
5.9 Ejercicios
Capítulo 6 Teoría de falla por fatiga
6.0 Introducción
6.1 Mecanismo de falla por fatiga
6.2 Modelo de falla por fatiga
6.3 Diseño mecánico consideraciones
6.4 Cargas de fatiga
6.5 Medición de los criterios de falla por fatiga
6.6 Estimación de los criterios de falla por fatiga
6.7 Entalla y tensión concentrada
6.8 Esfuerzos residuales
6.9 Diseño de fatiga de ciclo alto
6.10 Diseño de esfuerzos simétricos unidireccionales
6.11 Diseño de esfuerzos fluctuantes unidireccionales
6.12 Diseño de fatiga por tensión multidireccional
6.13 Método general de diseño de fatiga de ciclo alto
6.14 Estudio de caso de diseño por fatiga
6.15 Resumen
p>
6.16 Referencias
6.17 Referencias
6.18 Ejercicios
Capítulo 7 Fallo Superficial
7.0 Introducción
p>7.1 Estructura de la superficie
7.2 Coincidencia de superficies
7.3 Fricción
7.4 Desgaste adhesivo
7.5 Desgaste abrasivo
p>
7.6 Corrosión y desgaste
7.7 Fatiga superficial
7.8 Contacto esférico
7.9 Contacto cilíndrico
7.10 Contacto general
7.11 Esfuerzo de contacto dinámico
7.12 Modelo de falla por fatiga superficial - contacto dinámico
7.13 Resistencia a la fatiga superficial
Resumen de 7.14
7.15 Referencias
7.16 Ejercicios
Capítulo 8 Análisis de elementos finitos
8.0 Introducción
8.1 Método de elementos finitos
8.2 Tipos de elementos
8.3 Mallado
8.4 Condiciones de contorno
8.5 Aplicación de cargas
8.6 Modelo de prueba (Verificación)
8.7 Análisis modal
8.8 Estudio de caso
8.9 Resumen
8.10 Referencias
8.11 Referencias
8.12 Materiales en línea
8.13 Ejercicios
Parte 2 Diseño mecánico
Estudio de caso de diseño del Capítulo 9
p>9.0 Introducción
9.1 Caso 8 Compresor de aire portátil
9.2 Caso 9 Enrollador de balas de heno
9.3 Caso 10 Máquina de prueba de levas
9.4 Resumen
9.5 Referencias
9.6 Proyecto de diseño
Capítulo 10 Ejes, Cuñetas y Acoplamientos
10.0 Introducción
10.1 Carga sobre el eje
10.2 Piezas del eje y concentración de tensiones
10.3 Materiales del eje
10.4 Potencia del eje
10.5 Carga del eje
10.6 Esfuerzo del eje
10.7 Fallo del eje bajo carga combinada
10.8 Diseño del eje
10.9 Deformación del eje
10.10 Chavetas y chaveteros
10.11 Estrías
10.12 Ajuste de interferencia
10.13 Diseño del volante
10.14 Velocidad crítica del eje
10.15 Acoplamiento
10.16 Estudio de caso
10.17 Resumen
10.18 Referencias
10.19 Ejercicios
Capítulo 11 Rodamientos y lubricación
11.0 Introducción
11.1 Lubricantes
11.2 Viscosidad
11.3 Tipos de lubricación
11.4 Combinaciones de materiales de cojinetes deslizantes
11.5 Teoría de la lubricación hidrodinámica
11.6 Diseño de fluidos de rodamientos de presión dinámica
11.7 Contacto de alto par
11.8 Rodamientos
11.9 Fallo de rodamientos
11.10 Selección de rodamientos
11.11 Detalles de instalación de rodamientos
11.12 Rodamientos especiales
11.13 Estudio de caso
11.14 Resumen
11.15 Referencias
11.16 Ejercicios
Capítulo 12 Engranajes rectos
12.0 Introducción
12.1 Teoría del mallado de engranajes
12.2 Denominación de parámetros de dientes de engranajes
12.3 Interferencias y socavados
12.4 Grado de coincidencia
12.5 Tren de engranajes
12.6 Fabricación de engranajes
12.7 Carga de engranajes rectos
12.8 Tensión de los engranajes rectos
12.9 Materiales de los engranajes
12.10 Lubricación de la transmisión de engranajes
12.11 Diseño de engranajes rectos
12.12 Estudio de caso
12.13 Resumen
12.14 Referencias
12.15 Ejercicios
Capítulo 13 Engranajes helicoidales, engranajes cónicos y tornillos sin fin
13.0 Introducción
13.1 Engranajes helicoidales
13.2 Engranajes cónicos
13.3 Mecanismo helicoidal
13.4 Estudio de caso
13.5 Resumen
Fórmulas importantes utilizadas en este capítulo
13.6 Referencias
13.7 Ejercicios
Capítulo 14 Diseño de resortes
14.0 Introducción
14.1 Rigidez del resorte
14.2 Tipos de resorte
14.3 Materiales del resorte
14.4 Resorte de compresión en espiral
14.5 Diseño de un resorte de compresión en espiral bajo carga estática
14.6 Diseño de un resorte de compresión en espiral bajo carga de fatiga
p>14.7 Resorte de tensión en espiral
14.8 Resorte de torsión en espiral cilíndrico
14.10 Análisis de caso
14.11 Resumen
14.12 Literatura de referencia
14.13 Ejercicios
Capítulo 15 Roscas y sujetadores
15.0 Introducción
15.1 Formas de roscas estándar
15.2 Hélice impulsora
15.3 Tensión en las roscas
p>15.4 Tipos de sujetadores roscados
15.5 Fabricación de sujetadores roscados
15.6 Resistencia de pernos estándar y tornillos para metales
15.7 Fuerza de preapriete de elementos de fijación bajo tensión
15.8 Determinación del coeficiente de rigidez de la conexión
15.9 Control de fuerza de preapriete
15.10 Corte de elementos de fijación
15.11 Caso de diseño diseño de pernos de cabeza de compresor de aire
15.12 Resumen
15.13 Referencias
15.14 Bibliografía
15.15 Ejercicios
Capítulo 16 Soldadura
16.0 Introducción
16.1 Proceso de soldadura
16.2 Uniones soldadas y tipos de soldadura
16.3 Principios de diseño de juntas soldadas
16.4 Carga estática de soldaduras
16.5 Resistencia estática de soldaduras
16.6 Carga dinámica de soldaduras
16.7 Tratamiento de la línea de soldadura
16.8 Modo de soldadura con carga excéntrica
16.9 Cosas a tener en cuenta al diseñar soldaduras en máquinas
p>
16.10 Resumen
16.11 Referencias
16.12 Ejercicios
Capítulo 17 Embragues y Frenos
17.0 Introducción
p>17.1 Clasificación de frenos y embragues
17.2 Selección y especificaciones de embragues/frenos
17.3 Materiales de embragues y frenos
17.4 Embrague de disco de fricción
17.5 Freno de disco
17.6 Freno de tambor
17.7 Resumen
17.8 Referencias
17.9 Referencias Bibliografía
17.10 Ejercicios
Apéndice A Propiedades del material
Apéndice B Tabla de vigas
Apéndice C Factor de concentración de tensiones
Referencia respuestas a algunos ejercicios en el Apéndice D