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¿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

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4.10 Deflexión de la viga

4.11 Método de Karnofsky

4.12 Torsión

4.13 Esfuerzo combinado

4.14 Coeficiente de resorte

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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

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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

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6.16 Referencias

6.17 Referencias

6.18 Ejercicios

Capítulo 7 Fallo Superficial

7.0 Introducción

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7.1 Estructura de la superficie

7.2 Coincidencia de superficies

7.3 Fricción

7.4 Desgaste adhesivo

7.5 Desgaste abrasivo

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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

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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

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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

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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

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16.10 Resumen

16.11 Referencias

16.12 Ejercicios

Capítulo 17 Embragues y Frenos

17.0 Introducción

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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