Elementos de maquina

Elementos de maquina

(Parte 1 de 11)

Elementos de máquina

Nomes:Rafael Santos Martins Turma:3TMCNb Othon Ribeiro Silva

Professor:

Elementos de máquina

Sumário

Sumário 6

1 ENGRENAGENS 1

CONSIDERAÇÕES INICIAIS 1

EXPLICANDO O QUE É UMA ENGRENAGEM. 2

CONCEITOS BÁSICOS E NOMENCLATURA 5

ENGRENAGENS CONJUGADAS E INTERFERÊNCIA 9

ANÁLISE DE TENSÕES EM DENTES DE ENGRENAGENS 13

FORÇAS TRANSMITIDAS NO ENGRENAMENTO 15

TENSÕES DE FLEXÃO NO PÉ DO DENTE 16

PROJETO DE REDUTORES POR ENGRENAGENS 19

TIPOS DE ENGRENAGENS 21

ENGRENAGENS CÔNICAS 21

ENGRENAGENS RETAS 22

ENGRENAGENS HIPÓIDES 23

ENGRENAGENS HELICOIDAIS 24

ENGRENAGEM CREMALHEIRA 25

ENGRENAGENS DE PARAFUSO SEM FIM 26

CÁLCULO 27

MÉTODO PARA FABRICAR ELEMENTO DE ENGRENAGEM CÔNICA 28

NOVO PROCESSO PRODUZ ENGRENAGENS E RODAS DENTADAS MAIS LEVES E BARATAS 29

FABRICAÇÃO DE ENGRENAGENS 30

CARACTERÍSTICAS GERAIS DAS ENGRENAGENS 31

DIMENSIONAMENTO 32

QUALIDADE DAS ENGRENAGENS 33

CONCLUSÃO DE ENGRENAGENS 34

2 CORREIAS 36

CORREIAS PLANAS 37

CORREIA TRAPEZOIDAL OU EM V 38

CORREIAS DENTADAS 39

CORREIAS TRANSPORTADORAS COM LONA 40

ONDE SÃO USADAS 41

DESENHO ESQUEMÁTICO DE UMA CORREIA, POLIAS E NOMENCLATURAS USADAS. 42

CONCLUSÃO SOBRE CORREIAS 43

3 CORRENTES 45

COMPONENTES DA CORRENTE 45

COMO IDENTIFICAR E MEDIR UMA CORRENTE 47

CARACTERÍSTICAS MECÂNICAS 47

PONTOS DE INSPEÇÃO DE CORRENTES 48

PROCESSO DE FABRICAÇÃO 49

TIPOS DE CORRENTES DE TRANSMISSÃO 50

CORRENTES DE TRANSMISSÃO 50

TIPOS DE CORRENTES DE TRANSMISSÃO 51

CORRENTES DE TRANSMISSÃO 51

ACESSÓRIOS PARA CORRENTE DE TRANSMISSÃO 52

ADICIONAIS PARA TRANSPORTE 52

TIPOS DE CORRENTES 53

CORRENTES DE ROLO STANDARD – NORMA ANSI 53

CORRENTES DE PLACA RETA 54

CORRENTES COM PASSO LONGO 54

CORRENTES COM PASSO LONGO 55

CORRENTES DE ROLO REFORÇADA – TIPO H 55

CORRENTE ARTICULADA 56

CORRENTES COM PINO OCO 56

CORRENTES COM PINO PROLONGADO 56

CORRENTE EMBALADORA 57

CORRENTES COM ROLO TRANSPORTADOR 57

CORRENTES COM ROLO TRANSPORTADOR INTERNO 58

CORRENTES COM ROLO TRANSPORTADOR – SÉRIE SIMPLES 58

CORRENTES COM ROLO TRANSPORTADOR – SÉRIE DUPLA 58

ISO PLACA OITAVADA 59

CORRENTES LITOGRÁFICAS 59

CORRENTES DE PESO – BL 60

CORRENTES DE PESO – AL 60

CORRENTES DE PLATAFORMA – AÇO INOXIDÁVEL 61

CORRENTES DE PLATAFORMA – PLÁSTICAS 61

CORRENTES PARA A INDÚSTRIA ALIMENTÍCIA 61

CORRENTES FORJADAS 62

CORRENTES DE NOREA 62

CONCLUSÃO DE CORRENTES 63

4 CABOS DE AÇO 64

CONSTRUÇÕES E TIPOS DE CABOS 64

SENTIDO E TIPO DE TORÇÃO DOS CABOS 65

PASSO DE UM CABO 66

LUBRIFICAÇÃO DOS CABOS 67

RESISTÊNCIAS DO CABOS 68

CARGAS DE TRABALHO E FATORES DE SEGURANÇA 69

DEFORMAÇÃO LONGITUDINAL DOS CABOS DE AÇO 70

DEFORMAÇÃO ESTRUTURAL 70

DIÂMETRO DE UM CABO DE AÇO 71

MANUSEIO 72

INSPEÇÃO E SUBSTITUIÇÃO DOS CABOS DE AÇO 73

REPASSAMENTO 74

INSTALAÇÃO DE SOQUETES TIPO CUNHA 75

COLOCAÇÃO CORRETA DOS GRAMPOS 76

TIPOS DE CABO DE AÇO 77

CONSTRUÇÃO CIVIL 77

CABO DE AÇO CLASSE 6X25 FILLER + ALMA DE AÇO - TRD - POLIDO 78

ELEVADORES 80

CABO DE AÇO CLASSE 6X19 SEALE + ALMA DE FIBRA - TLD - GALVANIZADO OU POLIDO 82

EQUIPAMENTOS 83

CABO DE AÇO CLASSE 6X19 SEALE + ALMA DE AÇO - TRD - POLIDO 83

MADEIRAS 85

MINERAÇÃO 85

NAVAL 86

PESCA 89

PETRÓLEO 91

SIDERURGIA 93

USINAS DE AÇÚCAR E ÁLCOOL 95

CABO DE AÇO CLASSE 6X7 ALMA DE fibra 98

CABO DE AÇO CLASSE 6X7 ALMA DE AÇO 99

CABO DE AÇO CLASSE 6X7 ALMA DE AÇO CABO INDEPENDENTE 101

CABO DE AÇO CLASSE 6X19 ALMA DE AÇO 102

CABO DE AÇO CLASSE 6X19 ALMA DE FIBRA 103

CABO DE AÇO CLASSE 6X37 ALMA DE AÇO 104

CABO DE AÇO CLASSE 6X37 ALMA DE FIBRA 105

CONCLUSÃO DE CABOS DE AÇO 106

BIBLIOGRAFIA 107

1 ENGRENAGENS

CONSIDERAÇÕES INICIAIS

As engrenagens operam aos pares, os dentes de uma encaixando nos dentes de outra. Se os dentes de um par de engrenagens se dispõem em circulo, a razão entre as velocidades angulares e os torques do eixo será constante. Se o arranjo dos dentes não for circular, variará a razão de velocidade. A maioria das engrenagens é de forma circular.

Para transmitir movimento uniforme e contínuo, as superfícies de contato da engrenagem devem ser cuidadosamente moldadas, de acordo com um perfil específico. Se a roda menor do par (o pinhão) está no eixo motor, o trem de engrenagem atua de maneira a reduzir a velocidade e aumentar o torque; se a roda maior está no eixo motor, o trem atua como um acelerador da velocidade e redutor do torque.

EXPLICANDO O QUE É UMA ENGRENAGEM.

Engrenagens são elementos rígidos utilizados na transmissão de movimentos rotativos entre eixos. Consistem basicamente de dois cilindros nos quais são fabricados dentes. A transmissão se dá através do contato entre os dentes. Como são elementos rígidos, a transmissão deve atender a algumas características especiais, sendo que a principal é que não haja qualquer diferença de velocidades entre pontos em contato quando da transmissão do

movimento. Eventuais diferenças fariam com que houvesse perda do contato ou o travamento, quando um dente da engrenagem motora tenta transmitir velocidade além da que outro dente da mesma engrenagem em contato transmite.

A figura 1(logo abaixo) mostra o tipo mais comum de engrenagem, chamada de engrenagem cilíndrica de dentes retos, em inglês “spur gear”. O termo engrenagem, embora possa serem pregado para designar apenas um dos elementos, normalmente é empregado para designar a transmissão. Uma transmissão por engrenagens é composta de dois elementos ou mais.

Quando duas engrenagens estão em contato, chamamos de pinhão a menor delas e de coroa a maior. A denominação não tem relação com o fato de que um elemento é o motor e outro é o movido, mas somente com as dimensões.

Figura 1 Engrenagem Cilíndrica de Dentes Retos

A figura 2 mostra uma transmissão por engrenagens cilíndricas de dentes retos. Trata-se apenas de um arranjo demonstrativo, mas serve para mostrar a forma como os dentes entram em contato. Quando as manivelas ao fundo giram, o elemento da direita transmite potência para o da esquerda.

Figura 2

A expressão “transmite potência” é uma generalização para a lei de conservação de energia. Significa que um dos elementos executa trabalho sobre o outro, em uma determinada taxa. Aparentemente, toda a potência é transmitida, mas a realidade mostra que parte dela é perdida pelo deslizamento entre os dentes. Transmitir potência pode não descrever o objetivo de uma transmissão por engrenagens na maioria das aplicações de engenharia. O que se deseja é transmitir um determinado torque, ou seja, a capacidade de realizar um esforço na saída da transmissão.

Com isso em mente, parece estranho chamar a maioria dos conjuntos de transmissão por engrenagens de Redutores. Isso acontece porque a aplicação mais comum em engenharia mecânica é entre os motores, que trabalham em velocidades elevadas, e as cargas, que normalmente não necessitam da velocidade angular suprida pelos motores.

Com a possibilidade de controlar a velocidade nos motores em geral, a função de redução de velocidades deixou de ser tão importante. Um redutor, desprezadas as perdas no engrenamento, é capaz de prover à carga um torque tantas vezes maior que o do motor quanto for a relação de redução e isso é extremamente vantajoso. Motores menores podem ser utilizados, permitindo a partida dos dispositivos mecânicos graças a disponibilidade de torque adicional.

Obviamente, a aplicação principal no aumento do torque não exclui outras aplicações.Em algumas caixas de redução de automóveis, a transmissão aumenta a velocidade ao invés de reduzi-la, particularmente quando estão engatadas marchas para velocidade de cruzeiro, nas quais não é necessário um arranque tão significativo como quando o veículo está parado.

A figura 3 mostra um redutor típico. Nele são utilizadas engrenagens cilíndricas de dentes inclinados (Helicoidais), que serão discutidas em uma apostila posterior. Nota-se que o eixo de saída está a direita, no qual a rotação é menor porque os dois estágios do engrenamento consistem em pinhões e coroas em série, nessa ordem. Normalmente, em redutores dessa forma, a parte mostrada à esquerda é presa à carcaça de um motor a combustão.

Figura 3

CONCEITOS BÁSICOS E NOMENCLATURA

A figura 4 mostra um par de dentes de uma engrenagem e as principais designações utilizadas em sua especificação e seu dimensionamento. As dimensões a e d são medidas a partir no diâmetro do círculo primitivo. Com o diâmetro desse círculo é calculada a razão de transmissão de torque e de velocidades. Para o diâmetro primitivo é usado o símbolo di , onde

i é a letra correspondente ao pinhão (p) ou a coroa (c). A dimensão L é a largura da cabeça e a dimensão b é a largura do denteado. A altura efetiva é medida entre a circunferência de cabeça e a de base. Com a cota na figura fica obvio qual é a circunferência de base. A altura total inclui a altura efetiva e a diferença entre os raios da circunferência de base e de pé, que

define uma região onde não deve haver contato entre os dentes de duas engrenagens em uma transmissão. O raio de concordância do pé do dente existe no espaço abaixo da circunferência de base.

O espaço entre os dente tem aproximadamente a mesma dimensão da largura do dente.

Com o desgaste devido ao uso, esse espaço, conhecido como “backlash”, pode aumentar.

Figura 4

Existem basicamente duas formas de analisar a geometria de engrenagens, chamadas de sistemas de engrenagens: o sistema americano ou inglês, com diversas outras designações, e o sistema métrico. O primeiro usa como base a variável “Diametral Pitch”, cuja letra símbolo é P e que define o número de dentes por polegada do diâmetro primitivo. O sistema métrico

baseia-se na variável Módulo, cuja letra símbolo é m, e que é definida como a razão entre o diâmetro primitivo em mm e o número de dentes da engrenagem. Fica evidente que uma das variáveis é o inverso da outra, corrigida para transformar o diâmetro na unidade correta.

Outra variável importante é o passo circular (p): definido como a razão entre operímetro e o número de dentes ( Ni ) e mostrado na figura 4. O passo pode ser calculado por:

Engrenagens que se acoplam devem ter o mesmo módulo (ou “diametral pitch”) a fim de que os espaços entre os dentes sejam compatíveis. É fácil notar que, se as engrenagens não tiverem o mesmo passo circular, o primeiro dente entra em contato, mas o segundo já não mais se acoplará ao dente correspondente. Como o passo, por definição, é diretamente proporcional ao módulo, as engrenagens devem ter módulos iguais. O módulo pode ser

entendido como uma medida indireta do tamanho do dente.

Os módulos são normalizados para permitir o maior intercâmbio de ferramentas de fabricação. Isso não significa que os módulos tenham que ser os recomendados, mas que é mais fácil encontrar ferramentas para confeccionar engrenagens com os seguintes módulos (em mm): 0,2 a 1,0 com incrementos de 0,1 mm; 1,0 a 4,0 com incrementos de 0,25; 4,0 a 5,0 com incrementos de 0,5 mm. As dimensões a e d, mostradas na figura 4, também têm valores recomendados. Para a altura da circunferência de cabeça é recomendado utilizar a = m. Para a profundidade da circunferência de pé é recomendado utilizar d = 1,25.m.

O diâmetro da circunferência de base é obtido através do ângulo de pressão, que pode assumir os valores de 20o, 25o e 14,5o. O primeiro valor é utilizado na grande maioria das vezes, a ponto de já ser considerado um valor padrão. O ângulo de 25o ainda é utilizado em engrenagens fabricadas na América do Norte. O ângulo de pressão e sua relação com a circunferência de base será melhor discutido no item seguinte. A recomendação para a largura do denteado b é que seja no mínimo 9 vezes o módulo e no máximo 14 vezes. Para o raio de concordância no pé do dente a recomendação é que seja de um terço do módulo.

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