02 - eixos e eixos arvores - ppt

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  • Eixos e EixosEixos e Eixos--rvoresrvores

    Sistemas MecnicosElementos de Mquinas

    Prof. Dr. Francisco Jos de Almeida

  • Prof. Dr. Francisco Jos de Almeida Eixos e Eixos-rvoresSistemas Mecnicos / Elementos de Mquinas

    Eixos e EixosEixos e Eixos--rvoresrvores

    z DefiniozMateriaisz Fabricaoz Caractersticas Adicionaisz Dimensionamento

    Esttico Fadiga.

  • Prof. Dr. Francisco Jos de Almeida Eixos e Eixos-rvoresSistemas Mecnicos / Elementos de Mquinas

    DefinioDefinioz Elemento rotativo ou estacionrio, geralmente de

    seo circular, que tem montado sobre si elementos como engrenagens, polias, volantes, manivelas, rodas denteadas e outros elementos de transmisso de potncia

    z Eixo: elemento submetido flexo funo estrutural

    z Eixo-rvore: elemento submetido flexo-toro funo de transmisso de potncia.

  • Prof. Dr. Francisco Jos de Almeida Eixos e Eixos-rvoresSistemas Mecnicos / Elementos de Mquinas

    MaterialMaterial

    z Os materiais mais usados para a confeco de eixos so: Ao ABNT- 1020; 1025; 1045; Ao ABNT- 2340 (Cromo Nquel); Ao ABNT- 4143; 4140 (Cromo Molibdnio); Ao ABNT- 6115; 6120; 6140 (Cromo Vandio); Ao ABNT- 8640; 8660 (Cromo Nquel Molibdnio); Ao ABNT- 51210; 51410 (Ao Inoxidvel).

  • Prof. Dr. Francisco Jos de Almeida Eixos e Eixos-rvoresSistemas Mecnicos / Elementos de Mquinas

    FabricaoFabricaoz Torneamento a partir de barras redondas

    Trefiladas de at 60 mm Laminadas de 60 a 150

    z Forjamento Forjadas acima de 150 mm

    z Fundioz Extrusoz Sinterizao

    z Eixos ainda podem Ser tratados termicamente Sofrer processos adicionais de acabamento.

  • Prof. Dr. Francisco Jos de Almeida Eixos e Eixos-rvoresSistemas Mecnicos / Elementos de Mquinas

    Caractersticas AdicionaisCaractersticas Adicionais

    z Eixos de ao de alta resistncia apresentam mesma rigidez que os de ao carbono

    z Eixos vazados com um furo de dimetro igual metade do seu dimetro externo pesa 75% e apresenta momento de inrcia igual a 94% de um eixo inteirio de mesmo dimetro

    z Eixos que trabalham a altas rotaes devem ser balanceados.

  • Prof. Dr. Francisco Jos de Almeida Eixos e Eixos-rvoresSistemas Mecnicos / Elementos de Mquinas

    DimensionamentoDimensionamento

    z Tipos de solicitaes

  • Prof. Dr. Francisco Jos de Almeida Eixos e Eixos-rvoresSistemas Mecnicos / Elementos de Mquinas

    Dimensionamento EstticoDimensionamento Esttico

    z O dimensionamento de eixos se baseia na teoria de vigas, de Resistncia dos Materiais

    43

    3

    3

    1

    1,17,2

    32

    32,

    =

    ==

    dd

    MddM

    dWWM

    iadm

    iadm

    i

    fadmf

    i

  • Prof. Dr. Francisco Jos de Almeida Eixos e Eixos-rvoresSistemas Mecnicos / Elementos de Mquinas

    Dimensionamento EstticoDimensionamento Esttico

    222

    2 ,2 fvfhctci

    MMMMMM +=

    +=

    1,7

    1,0

    0,8

    Flexo alternada,Toro alternada

    Flexo alternada,Toro oscilante

    Flexo alternada,Toro constante

    =

  • Prof. Dr. Francisco Jos de Almeida Eixos e Eixos-rvoresSistemas Mecnicos / Elementos de Mquinas

    Dimensionamento EstticoDimensionamento Esttico

    CSperigosa

    adm

    =

    7 a 10Choque

    4 a 8Alternada

    3 a 5PulsanteVarivel

    3 a 4Sbita

    Estes valores devem ser multiplicados por 2 a 3 se for considerado perigo de vida humana

    1,5 a 2GradualConstante

    ObservaoCSCarga

  • Prof. Dr. Francisco Jos de Almeida Eixos e Eixos-rvoresSistemas Mecnicos / Elementos de Mquinas

    Dimensionamento EstticoDimensionamento EstticodcbaCS =

    dctil: d=1,5 2,0frgil: d=2,0 3,0

    gradual: c=1,0sbita: c=2,0com choque: c=2 5

    constante: b=1,0oscilante: b=1,5 2,0alternada: b=2,0 3,0

    (tipo do material)d

    (modo de aplicao)c

    (tipo de carga)b

    relao de elasticidadea

    e

    perigosaa =

  • Prof. Dr. Francisco Jos de Almeida Eixos e Eixos-rvoresSistemas Mecnicos / Elementos de Mquinas

    Dimensionamento EstticoDimensionamento Esttico

    z Tenses de ruptura e de escoamento

  • Prof. Dr. Francisco Jos de Almeida Eixos e Eixos-rvoresSistemas Mecnicos / Elementos de Mquinas

    Dimensionamento FadigaDimensionamento Fadigaz Fenmeno que todo

    material sofre quando submetido a uma solicitao varivel

    z Inicia-se na superfcie da pea, como uma micro-trinca

    z Provoca diminuio da rea resistente da pea, at uma ruptura repentina.

  • Prof. Dr. Francisco Jos de Almeida Eixos e Eixos-rvoresSistemas Mecnicos / Elementos de Mquinas

    Dimensionamento FadigaDimensionamento Fadigaz Diminuio da capacidade

    do material com o nmero de ciclos de trabalho I: N

  • Prof. Dr. Francisco Jos de Almeida Eixos e Eixos-rvoresSistemas Mecnicos / Elementos de Mquinas

    Dimensionamento FadigaDimensionamento Fadigaz Fatores

    forma geomtrica (concentraes de tenses);

    imprecises metalrgicas (no homogeneidade);

    corroso; acabamento superficial; tenses residuais; temperatura; sobrecarga; etc...

  • Prof. Dr. Francisco Jos de Almeida Eixos e Eixos-rvoresSistemas Mecnicos / Elementos de Mquinas

    Dimensionamento FadigaDimensionamento Fadiga

    z Influncia da geometria

    Tabela para obteno de fw10

  • Prof. Dr. Francisco Jos de Almeida Eixos e Eixos-rvoresSistemas Mecnicos / Elementos de Mquinas

    Dimensionamento FadigaDimensionamento Fadiga

    010

    3

    5,10,1,

    ,17,2

    b

    tabela

    CQQC

    SCMd

    fwfw

    N

    terica

    real

    N

    Nadm

    adm

    i

    =

    ==

    =

  • Prof. Dr. Francisco Jos de Almeida Eixos e Eixos-rvoresSistemas Mecnicos / Elementos de Mquinas

    Dimensionamento FadigaDimensionamento Fadiga

    0,560,570,60,70,80,9b0=1

    300200100503020d=10

    Quando K for fator decisivo no dimensionamento3 a 6

    Quando r for fator decisivo no dimensionamento1,8 a 2,5Quando e for fator decisivo no dimensionamento1,1 a 1,8SN=

  • FIMFIM

    Eixos e Eixos rvoresSistemas Mecnicos

    Elementos de MquinasProf. Dr. Francisco Jos de Almeida

    Eixos e Eixos-rvoresEixos e Eixos-rvoresDefinioMaterialFabricaoCaractersticas AdicionaisDimensionamentoDimensionamento EstticoDimensionamento EstticoDimensionamento EstticoDimensionamento EstticoDimensionamento EstticoDimensionamento FadigaDimensionamento FadigaDimensionamento FadigaDimensionamento FadigaDimensionamento FadigaDimensionamento FadigaFIM