fundamentos para o projeto de componentes de máquinas

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6.1 - INTRODUÇÃO ____________________________________________________ 168 6.2 - LUBRIFICANTES. _________________________________________________ 168 6.3 - VISCOSIDADE ____________________________________________________ 169 6.4 - CLASSIFICAÇÃO DOS MANCAIS. ____________________________________ 170 6.5 - LUBRIFICAÇÃO ELASTODINÂMICA __________________________________ 172 6.6 - TIPOS DE LUBRIFICAÇÃO __________________________________________ 173 6.7 - LUBRIFICAÇÃO ESTÁVEL E INSTÁVEL _______________________________ 173 6.8 - MECANISMOS DA LUBRIFICAÇÃO. __________________________________ 174 6.9 - LUBRIFICAÇÃO COM FILME ESPESSO OU DE ATRITO FLUIDO __________ 175 6.10 - SUPERFÍCIES DOS MANCAIS. _____________________________________ 178 6.11 - INTRODUÇÃO AO PROJETO ______________________________________ 179 6.12 - LEIS DE NEWTON DE ESCOAMENTO VISCOSO ______________________ 180 6.13 - LEI DE PETROFF ________________________________________________ 181 6.14 - HIPÓTESES _____________________________________________________ 182 6.15 - RELAÇÕES GEOMÉTRICAS EM UM MANCAL COM FOLGA. _____________ 183 6.16 - GRUPAMENTO DE VARIÁVEIS _____________________________________ 184 6.17 - MANCAL IDEAL. _________________________________________________ 186 6.18 - ESPESSURA MÍNIMA PERMISSÍVEL DO FILME DE ÓLEO. ______________ 187 6.19 - CÁLCULO DE MANCAIS PARA REGIME DE ATRITO FLUIDO. ____________ 187 6.20 - PRINCIPIOS HIDRODINÂMICOS ____________________________________ 188 6.21 - PROCEDIMENTO DE PROJETO ____________________________________ 188 6.22 - APLICAÇÃO ____________________________________________________ 189 6.23 - MANCAIS ÓTIMOS. _______________________________________________ 190 6.24 - TAXA DE FOLGA. ________________________________________________ 191 6.25 - RELAÇÃO ENTRE O COMPRIMENTO E O DIÂMETRO. _________________ 191 6.26 - CONSIDERAÇÕES SOBRE DISTRIBUIÇÃO DAS PRESSÕES EM UM MANCAL E PERDA DEVIDA AO ATRITO ___________________________ 192 6.27 - FLUXO DE LUBRIFICANTE ATRAVÉS DE UM MANCAL. _________________ 194 6.28 - CALOR LEVADO PELO ÓLEO. ______________________________________ 195 6.29 - DISSIPAÇÃO DE CALOR DO MANCAL. _______________________________ 196 6.30 - MATERIAIS USADOS NOS MANCAIS. ________________________________ 199 6.31 - CONSTRUÇÃO DOS MANCAIS. _____________________________________ 200 6.32 - MANCAIS DE ESCORA. ____________________________________________ 200 6.33 - EXERCÍCIO RESOLVIDO ___________________________________________ 208 CAPÍTULO 07 - MANCAIS DE ROLAMENTOS __________________________ 210 7.1 - INTRODUÇÃO ____________________________________________________ 211 7.2 - DIMENSIONAMENTO ______________________________________________ 211 7.3 - ROLAMENTOS SOLICITADOS ESTATICAMENTE _______________________ 211 7.4 - ROLAMENTOS SOLICITADOS DINAMICAMENTE _______________________ 213 7.5 - CARGA E ROTAÇÃO VARIÁVEIS ____________________________________ 215 7.6 - CARGA MÍNIMA DOS ROLAMENTOS _________________________________ 216 7.6.1 - OBSERVAÇÕES ________________________________________________________ 217 7.6.2 - DURAÇÃO ATINGÍVEL - MODIFICADA DA VIDA ______________________________ 217 7.6.3 - DURAÇÃO DA VIDA ATINGÍVEL ___________________________________________ 218 7.6.4 - FATOR A23 ____________________________________________________________ 218 7.6.5 - RELAÇÃO DE VISCOSIDADE K ____________________________________________ 219 7.6.6 - VALOR BÁSICO A23II ____________________________________________________ 221 7.6.7 - FATOR DE LIMPEZA S ___________________________________________________ 224 7.6.8 - GRANDEZA DETERMINANTE V PARA A AVALIAÇÃO DA LIMPEZA ______________ 225 7.6.9 - VALORES PARA A GRANDEZA DETERMINANTE DE CONTAMINAÇÃO V _________ 227 7.6.10 - LUBRIFICAÇÃO COM ÓLEO _____________________________________________ 229 7.7 - PROCESSO DE SELEÇÃO DE ROLAMENTOS __________________________ 230 7.8 - TIPOS DE ROLAMENTOS ___________________________________________ 233 7.8.1 - ROLAMENTOS RÍGIDOS DE ESFERAS - ROLAMENTOS FAG FIXOS DE ESFERA __ 233 7.8.2 - ROLAMENTOS DE ESFERAS DE CONTATO ANGULAR ________________________ 235 iii
7.8.3 - ROLAMENTOS DE AGULHAS _____________________________________________ 239 7.8.4 - ROLAMENTOS DE ROLOS CÔNICOS ______________________________________ 239 7.8.5 - ROLAMENTOS AXIAIS ___________________________________________________ 240 7.9 – EXEMPLO RESOLVIDOS ___________________________________________ 241 7.10 – EXERCÍCIOS PROPOSTOS ________________________________________ 248 CAPÍTULO 08 - PROJETO DE PARAFUSOS __________________________ 250 8.1 - INTRODUÇÃO ____________________________________________________ 250 8.2 - PARAFUSOS DE POTÊNCIA _________________________________________ 263 8.3 - PARAFUSOS DE UNIÃO - COMPRIMENTO DA PARTE ROSCADA __________ 266 8.3.1 - CONSTANTE DE RIGIDEZ DOS PARAFUSOS ________________________________ 267 8.3.2 - RIGIDEZ DAS PEÇAS OU MEMBROS EM COMPRESSÃO ______________________ 268 8.3.3 - RESISTÊNCIA DO PARAFUSO ____________________________________________ 269 8.3.4 - EXIGÊNCIAS DO TORQUE ________________________________________________ 271 8.3.5 - PRÉ-CARGA DO PARAFUSO - CARREGAMENTO ESTÁTICO ____________________ 271 8.3.6 – EXERCÍCIOS RESOLVIDOS ________________________________________________ 274 8.3.7 - CARGA DE FADIGA _____________________________________________________ 277 8.4 - CISALHAMENTO DE PARAFUSOS E REBITES A CARGA EXCÊNTRICA _____ 279 8.5 – EXERCÍCIOS PROPOSTOS _________________________________________ 282 CAPÍTULO 09 - PROJETO DE SOLDAS ______________________________ 285 9.1 - INTRODUÇÃO ____________________________________________________ 285 9.2 – TIPOS COMUNS DE JUNTAS SOLDADAS _____________________________ 285 9.3 - CÁLCULO DAS TENSÕES – SOLDAS CARREGADAS CENTRALMENTE _____ 293 9.4 - SOLDAS EM ÂNGULO – CARGA EXCÊNTRICA _________________________ 294 9.5 – TORÇÃO NAS JUNTAS SOLDADAS __________________________________ 298 9.6 - CARREGAMENTO DINÂMICO _______________________________________ 299 9.7 – FLEXÃO EM JUNTAS SOLDADAS ____________________________________ 300 9.8 – EXERCÍCIOS PROPOSTOS _________________________________________ 302 CAPÍTULO 10 - TIPOS DE ENGRENAGENS E RELAÇÕES CINEMÁTICAS __ 307 10.1 - INTRODUÇÃO ___________________________________________________ 307 10.2 - ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES RETOS ____________________ 308 10.2.1 - DEFINIÇÕES __________________________________________________________ 308 10.2.2 – RAZÃO DE VELOCIDADES ______________________________________________ 310 10.2.3 - O MÓDULO ___________________________________________________________ 310 10.3 - ENGRENAGENS CILÍNDRICAS HELICOIDAIS __________________________ 311 10.3.1 - RELAÇÃO DE VELOCIDADES ____________________________________________ 312 10.3.2 - PASSO NORMAL E PASSO FRONTAL - MÓDULOS ___________________________ 314 10.3.3 - NÚMERO MÍNIMO DE DENTES ___________________________________________ 315 10.3.4 - ÂNGULO DE PRESSÃO _________________________________________________ 316 10.3.5 - LARGURA DE ENGRENAGEM ____________________________________________ 317 10.3.6 - RELAÇÕES ENTRE AS FORÇAS __________________________________________ 317 10.3.7 - COMPRIMENTO DOS DENTES EM CONTATO SIMULTANEAMENTE _____________ 317 10.4 - ENGRENAGENS CÔNICAS DE DENTES RETOS ________________________ 320 10.4.1 - CONES DE ATRITO - DEFINIÇÕES ________________________________________ 320 10.4.2 - RELAÇÃO DE VELOCIDADES ____________________________________________ 322 10.4.3 - ENGRENAGEM VIRTUAL ________________________________________________ 322 10.4.4 - NÚMERO MÍNIMO DE DENTES - EVITANDO INTERFERÊNCIA _________________ 323 10.4.5 - RELAÇÃO DE TRANSMISSÃO ____________________________________________ 324 10.4.6 - MÓDULO EFETIVO - MÓDULO MÉDIO _____________________________________ 324 10.4.7 - COMPRIMENTO DO DENTE _____________________________________________ 325 10.4.8 - FORÇAS ATUANTES NAS CÔNICAS _______________________________________ 325 10.5 - PARAFUSO SEM-FIM/COROA _______________________________________ 327 10.5.1 - INTRODUÇÃO _________________________________________________________ 327 10.5.2 - CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS __________________________________________ 328 10.5.3 - ALGUNS DADOS EMPÍRICOS ____________________________________________ 330 10.5.4 - MATERIAIS ____________________________________________________________ 331 10.5.5 - DIÂMETROS E DISTÂNCIA ENTRE CENTROS _______________________________ 331 iv
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Tais publicações uniram os concei
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experiência e um bom senso na aná
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l ' T = x −σ ⋅l τ = ' Tz −
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Resolução : a) Figura 35 - Soluç
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σ = 140MPa ; σ = 20MPa ; τ = −
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n ' Os valores obtidos foram os seg
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d) Componentes da tensão no elemen
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) 18,4º e 108,4º; 151,7 MPa e 13,
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previamente assinalado no corpo de
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A avaliação de tensões produzida
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As deformações elásticas são re
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e moléculas deslocados não retorn
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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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Figura 15 - Distorção geométrica
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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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usuário, para adquirir caracterís
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estabilidade térmica, os materiais
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TIPO DE MATERIAL CARACTERÍSTICAS C
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2. Em um fio de aço são marcados
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13. Usando os valores típicos das
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21. Uma barra de alumínio é feita
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Devido a erro de fabricação o com
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Figura 34 - Exercício resolvido 33
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15.6] As forças atuantes na correi
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4.2 - TESTE DE FADIGA O carregament
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Provoca-se um momento constante ao
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Kd = Fator devido à temperatura; K
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Dependendo do tipo de material ou d
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Figura 8 - Determinação da resist
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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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118
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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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5.3.1 - CARREGAMENTO ESTÁTICO SUJE
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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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Figura 17 - Deflexões em um eixo d
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Consideremos o caso da palheta do r
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Figura 19 - Eixo e mancais 5.19 - E
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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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Pode-se ver o que acontece se hmin
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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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6.20 - PRINCIPIOS HIDRODINÂMICOS S
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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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Fig.16 - Posição da espessura mí
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Fig.18 - Razão da vazão,conforme
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6.33 - EXERCÍCIO RESOLVIDO Um manc
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⎛ ⎜ ⎝ 1 ⎞ ⎛ 1 ⎞ ⎟. f
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C0 - capacidade de carga estática
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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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olamento parado (sem influência de
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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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Tabela 5a - Exercício resolvido 1
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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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i = 0,063P. A rosca métrica fina,
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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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8.3.6 - EXERCÍCIOS RESOLVIDO 1. Ca
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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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6. Os componentes de um atuador hid
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(a) Junta de topo. As chapas para j
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Inadequado Adequado Tabela 01 - Tip
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Inadequado Adequado Tabela 01 (cont
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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 - ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE
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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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10.4.5 - RELAÇÃO DE TRANSMISSÃO
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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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Figura 30 - Exercício proposto 5 6
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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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FÓRMULA DE HERTZ: Figura 4 - Condi
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Número mínimo de dentes para evit
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11.3.6 - EXERCÍCIO RESOLVIDO - ENG
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Onde: sen β Z ⋅ Z + E C = 2 4
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2⋅ M P = d n t 2⋅ M t 2⋅ M t
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Verificação ao desgaste: P = M v
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K1 fator de serviço K2 fator de
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H B σ c adm onde g = 60 . n . hf 0
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onde o índice c se refere a coroa.
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11.6.4 - RENDIMENTO DOS PARAFUSOS S
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Figura 8 - Rendimento x Avanço. Da
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= l . cos αc = k .mn . cos αc b =
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Número de Dentes Y Número de Dent
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3. Um pinhão de aço tem um módul
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7. Com um ângulo de contato de 20
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11.7.3 - DURABILIDADE SUPERFICIAL E
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Cv Fator de qualidade (Qv) Velocida
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2. Um engrenamento é constituído
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H • Cálculo da potência transmi
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CAPITULO 12 - PROJETO DE FREIOS E E
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• Deformação por cisalhamento:
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Para decidir a respeito do projeto
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p pa senβ senβa = senβ p = pa se
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E como os momentos tem o mesmo sent
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Figura 3 - Sapata externa A notaç
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Figura 4a - Freio com pivô simétr
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Pela Figura 5 a força atuante P2
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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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12.11 - CONSIDERAÇÕES SOBRE TEMPE
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12.14 - OPERAÇÃO DE AR SUSPENSO N
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• Vigas\R1.exe - Engastada com ex
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• Indicar o fator de carregamento
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13.6 - DIMENSIONAMENTO DE PARAFUSOS
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[1] Torção em junta soldadas [2]
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Ferro Fundido AGMA-30 175 HB Ferro
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13.14 - ROLAMENTOS DE ESFERA PARA U
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Tabela A-1 - Propriedades Mecânica
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Ligas de Alumínio Forjado 1100 202
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68. SHIGLEY J. E., MISCHKE C. R., a
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