fundamentos para o projeto de componentes de máquinas

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das necessidades básicas de sobrevivência e segurança, pensando na contribuição de satisfazer as legítimas e maiores necessidades do consumidor. 1.8 - METODOLOGIA P/ RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS DE COMPONENTES MECÂNICOS Um método essencial para atacar os problemas de componentes de máquinas é formular adequadamente e apresentar suas soluções com precisão. A formulação do problema requer consideração da situação física acoplada a situação matemática. A representação matemática da situação física é uma descrição ideal ou modelo que se aproxima do problema físico. O primeiro passo na resolução dos problemas de componentes mecânicos é definir (ou compreender) o problema. Os próximos passos são para definir ou sintetizar a estrutura, identificar as interações com o ambiente, realizar hipóteses adequadas pelo uso de lies físicas pertinentes, relações e regras que parametricamente relacionam a geometria e o comportamento do componente ou sistema. O último passo é checar os resultados e apresentar comentários. A maioria das análises utiliza, direta e indiretamente, • Estática e dinâmica • Mecânica dos materiais • Fórmulas (tabelas, diagramas, gráficos) • Princípio de conservação de massa e energia O maior objetivo destes livros é auxiliar os estudantes a aprenderem como resolver os problemas de engenharia que envolva componentes mecânicos. Um ingrediente básico da sociedade humana é a mudança. Os engenheiros deveriam procurar entender não somente as necessidades da sociedade de hoje, mas também a direção e rapidez das mudanças da sociedade que estão acontecendo. Mais ainda, precisamos entender a influência da tecnologia - e dos elementos de máquinas mecânicos e sistemas de produção associados em particular-nestas mudanças. Talvez o mais importante objetivo do futuro engenheiro será o de dar a sociedade sua contribuição que irá promover esta mudança na direção de uma melhoria no índice de qualidade de vida. 1.9 - UNIDADES Diversos sistemas de unidades são usados na engenharia. O Sistema Internacional (SI), o sistema inglês pés-libras-segundo (fps), o sistema americano, polegadas, libras, segundo(ips) e o sistema métrico pouco usado, centímetro, grama e segundo(cgs). 15
Todos os sistemas foram criados da escolha de três das quantidades da expressão geral da Segunda lei de Newton : m. L F = 2 t onde F é a força, m é a massa, L é o comprimento e t é o tempo. As unidades para estas três variáveis podem ser escolhidas e a outra é então derivada em termos das unidades escolhidas. As três unidades escolhidas são chamadas de unidades básicas, e as restantes são chamadas de unidades derivadas. A maioria da confusão que aparece quando da conversão entre as unidades do sistema inglês e internacional é devida ao fato de que o sistema internacional utiliza diferente conjunto de base unitária do sistema inglês. O erro maior é na conversão de unidades de peso (que são as força libra) para unidade de massa. A relação entre massa e peso é M = onde gc que é a aceleração gravitacional é igual a 32,17 pés/segundo ao quadrado o que equivale a 386 polegadas/segundo ao quadrado. Quando se utiliza todos os comprimentos em polegadas e utiliza gc=32,17 pés/Seg 2 para computar massa, incorre-se em um erro de um fator 12 nos resultados. Pior ainda é quando o estudante esquece de converter o peso para massa. Os resultados deste cálculo terão um erro de 32 ou 386, suficiente para afundar um navio ou levar um avião a espatifar-se. P gc O valor da massa é necessário na Segunda lei de Newton para determinar forças devido a acelerações. As unidades de massa na equação F=m.a podem ser g, kg dependendo do sistema a ser utilizado. Então no sistema inglês, o peso W em lbf deve ser dividido pela aceleração devido a gravidade gc como indicado para obtenção da quantidade de massa pela equação F= ma. Ainda maior confusão é feita usando a unidade de libra-massa. Esta unidade é freqüentemente usada em fluido dinâmico e termodinâmico, e aparece devido ao uso da forma diferente da equação de Newton: m. a F = gc onde m=massa em libramassa; a =aceleração e gc =constante gravitacional. Na terra, o valor de massa de um objeto medido em libra-massa é numericamente igual ao seu peso em libra- força. Contudo, o estudante deve se lembrar de dividir o valor de m em libra-massa por gc 16
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TENACIDADE É a medida da energia n
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Por exemplo, suponha que um materia
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O limite de resistência ao cisalha
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Então: Condições de dimensioname
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O componente estrutural se rompe qu
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carrocerias construídas integralme
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TIPO DE MATERIAL CARACTERÍSTICAS C
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Devido a erro de fabricação o com
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Provoca-se um momento constante ao
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Kd = Fator devido à temperatura; K
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Outra concepção desta teoria é o
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2 ax 2 ay σ a '= σ − ( σ ax ×
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é um procedimento difícil. Palmgr
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Cálculo de Kt d w 10 = = 15 Kt = 2
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K b d e ⎛ = ⎜ ⎝ d 7, 62 ⎞
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material é aço AISI 1020, laminad
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Figura 21 - Exercido proposto 12. 1
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caros e de maior sensibilidade às
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5.4 - EXERCÍCIOS RESOLVIDOS - CARR
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Segundo a norma ASME - as máximas
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⎧ ⎪32n ⎡⎛ M d = ⎨ ⎢ ⎜
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a b u K = a. S → a = 4,51 e b = -
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Força radial no segundo par FR FT
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a b u K = a. S → a = 4,51 e b = -
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Para exemplificar os padrões de ch
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T F = d => Força na chaveta 2 d 40
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Para se determinar o raio r, pode-s
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5.14 - FREQÜÊNCIA NATURAL DE EIXO
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Para inclusão da massa do eixo nos
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Figura 15 - Aplicação de vibraç
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w w 2 n n = 774602 = 880,1 rad/s 60
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Consideremos o caso da palheta do r
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3. Um eixo S de aço AISI 1137, lam
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CAPITULO 06 - LUBRIFICAÇÃO E MANC
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Ou na unidade cgs: Ou nas unidades
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6.8 - MECANISMOS DA LUBRIFICAÇÃO.
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Métodos de Lubrificação dos Manc
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longitudinal da pressão. Na lubrif
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A espessura mínima de filme de ól
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π γμN f cp 2 2 = Igualando as du
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Fig.10 - Relações geométricas em
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Este grupamento de grandezas é com
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DADOS INICIAIS DO PROGRAMA Carga: 5
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Onde o espaço é vital, como no ca
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Notando que AB, na Fig. 12, e OO’
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onde Q é a quantidade de calor rec
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f r 2 = 0, 108lb − ft / min* pol
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Um mancal de ferro fundido, suporta
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lineares periféricas médias de 60
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6.33 - EXERCÍCIO RESOLVIDO Um manc
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⎛ ⎜ ⎝ 1 ⎞ ⎛ 1 ⎞ ⎟. f
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Sendo Lh10 = Lh duração de vida n
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Para simplificar, consta o expoente
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Ou expresso em horas: Lhna = a1. a2
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aptidão da graxa, deverá ser apli
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Campo I: Transição para a durabil
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Especialmente as partículas com um
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mancais, é necessário um processo
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7.7 - PROCESSO DE SELEÇÃO DE ROLA
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DIMENSÕES PRINCIPAIS - SISTEMAS DE
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X Y X Y 0,3 0,22 1 0 0,56 2 0,5 0,2
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A pista do anel externo é esféric
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aço. Os rolamentos híbridos de ce
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O ângulo de contato α determina a
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extrema limpeza ηc = 1 e por conse
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Cálculo do tempo de vida: (Pág 28
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O rolamento selecionado segundo a t
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CAPÍTULO 08 - PROJETO DE PARAFUSOS
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PARAFUSOS PRISIONEIROS São parafus
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Tabela2 - Tipos de parafusos 254
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Permitem, também, movimento de pe
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Tabela 4 - Tabela de roscas no sist
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Duas tabelas a seguir mostram os va
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∑ ∑ F = P − Nsenλ − μN co
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Para parafusos de potência, a rosc
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Substituindo esses valores, tem-se:
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esistência à fadiga,em função d
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Porém o valor limite de σb é a r
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S n = prova C. P A F t i = 5, 03 2.
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Na maioria das vezes, o tipo de car
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Os efeitos de concentração de ten
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No terceiro passo as forças de cis
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(a) Junta de topo. As chapas para j
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Inadequado Adequado Tabela 01 (cont
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(a) Soldas de Topo. A equação da
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Fe = (τ1 JG)/ρ` Para obter JG rec
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9.5 - TORÇÃO NAS JUNTAS SOLDADAS
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Tabela 2 - Propriedades de Torção
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9.8 - EXERCÍCIOS PROPOSTOS Tabela
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4. Qual a junta mais efetiva, a tra
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10. A viga Z é unida obliquamente
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10.2.2 - RAZÃO DE VELOCIDADES A ra
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AB - segmento de reta, com inclina
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R ⋅ M R'⋅M ' tan β = = ⋅ cos
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Mas: sen βn sen β f ≅ cosα N m
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Se o fator de recobrimento for 2 te
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Figura 12 - Componentes radial,axia
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10.4.2 - RELAÇÃO DE VELOCIDADES S
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Figura 17 - Força atuante sobre de
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conduzidos a diâmetro bastante ele
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m FP = m AC = dp/Np m NP = m NC m A
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dW + dG C = ⇒ distância entre ce
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interessante notar que uma engrenag
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Em uma forma mais geral: onde: e =
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FERRO FUNDIDO O ferro fundido é um
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A) DESGASTE POR ESCORREGAMENTO Este
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em conta os efeitos dinâmicos, ent
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2 k 2 = y recebe o nome de FATOR DE
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Para a determinação de Cv usamos
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Resolução: Mt = 3000 Kg . mm n 30
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m = 3,75 dp = m. Z = 3,75. 68 dp =
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Número mínimo de dentes para evit
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MÓDULO DE CONTROLE Um módulo de c
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PRESSÃO UNIFORME Quando pode-se co
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13.6 - DIMENSIONAMENTO DE PARAFUSOS
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Ferro Fundido AGMA-30 175 HB Ferro
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Ligas de Alumínio Forjado 1100 202
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152. SEIREG AA, Friction and Lubric
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