elementos de máquinas- aula 3 - eixos

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ELEMENTOS DE MÁQUINAS Dimensionamento de eixos Parte 1 Professor: Norimar de Melo Verticchio 1 Introdução Um eixo é um membro rotativo, geralmente de secção transversal circular, utilizado para transmitir potência ou movimento. Ele provê a linha de centro de rotação, ou oscilação, de elementos como engrenagens, polias, volantes, manivelas, rodas dentadas e similares, bem como controla a geometria deseusmovimentos. Professor: Norimar de Melo Verticchio 2 Elementos de máquinas de Shgley – Richard G. |Bodinas Dimensionamento do eixo por tensão Professor: Norimar de Melo Verticchio 3 Torque • O torque atua em uma porção do eixo –normalmente é constante • Tensão de cisalhamento máxima na superfície extremidade do eixo. Flexão • Momentos fletores são determinados através de diagramas de cisalhamento e momento fletor • Normalmente atuam em dois planos • Tensões normais são máximos na superfície externa do eixo –são completamente reversas. Cargas axiais: • São muito menores que as cargas de flexão –Engrenagens helicoidais e rolamentos de rolos cônicos. Professor: Norimar de Melo Verticchio 4 Combinação de modos de carregamento Critério de von misses para cargas alternadas Critério de von misses para cargas médias

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Aula 3 - elementos de máquinas - newton paiva

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ELEMENTOS DE MÁQUINAS

Dimensionamento de eixos

Parte 1 Pro

fessor:

Norim

ar

de M

elo

Vert

icchio

1

Introdução

Um eixo é um membro rotativo, geralmente de

secção transversal circular, utilizado para transmitir

potência ou movimento. Ele provê a linha de centro

de rotação, ou oscilação, de elementos como

engrenagens, polias, volantes, manivelas, rodas

dentadas e similares, bem como controla a geometria

de seus movimentos.

Pro

fesso

r: N

ori

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Elementos de máquinas de Shgley – Richard G. |Bodinas

Dimensionamento do eixo por tensão

Pro

fesso

r: N

ori

ma

r d

e M

elo

Ve

rtic

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io

3

Torque

• O torque atua em uma porção do eixo – normalmente é constante

• Tensão de cisalhamento máxima na superfície extremidade do eixo.

Flexão

• Momentos fletores são determinados através de diagramas de

cisalhamento e momento fletor

• Normalmente atuam em dois planos

• Tensões normais são máximos na superfície externa do eixo – são

completamente reversas.

Cargas axiais:

• São muito menores que as cargas de flexão – Engrenagens

helicoidais e rolamentos de rolos cônicos.

Pro

fesso

r: N

ori

ma

r d

e M

elo

Ve

rtic

ch

io

4

Combinação de modos de carregamento

Critério de von misses para cargas alternadas

Critério de von misses para cargas médias

Pro

fesso

r: N

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Ve

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Dimensionamento do eixo por tensão

Tensões flutuantes devido a flexão Tensões flutuantes devido a torção

Para um eixo sólido com secção transversal circular:

Tensões flutuantes devido a carga axial

Para um eixo sólido com secção transversal circular:

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r: N

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Dimensionamento do eixo por tensãoTensões de von Misses para eixos rotativos, circulares sólidos, desprezando as cargaaxiais

Pro

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r: N

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Dimensionamento do eixo por tensãoDE-Goodman – Energia de distorção (DE) e Critério de Goodman

Substituindo e das equações anteriores resulta em:

Para projetar um eixo:

Pro

fesso

r: N

ori

ma

r d

e M

elo

Ve

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ch

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Dimensionamento do eixo por tensãoDE-Gerber – Energia de distorção (DE) e Critério de Gerber

Para projetar um eixo:

Pro

fesso

r: N

ori

ma

r d

e M

elo

Ve

rtic

ch

io

9

Dimensionamento do eixo por tensãoDE-Gerber – Energia de distorção (DE) e Critério ASME-Elíptico

Para projetar um eixo:

Pro

fesso

r: N

ori

ma

r d

e M

elo

Ve

rtic

ch

io

10

Dimensionamento do eixo por tensãoDE-Gerber – Energia de distorção (DE) e Critério de Soderberg

Para projetar um eixo:

Pro

fesso

r: N

ori

ma

r d

e M

elo

Ve

rtic

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Dimensionamento do eixo por tensãoVerificação para o escoamento

Uma maneira rápida e conservativa de estimar é a seguinte:

Pro

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r: N

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Dimensionamento do eixo por tensãoExercícios:

Em um ressalto usinado de eixo, o diâmetro menor d é28 mm, o diâmetro maior D é 42 mm, e o raio do fileteé 2,8 mm. O momento flexor é 142,4 N· m e o

momento estável de torção é 124,3 N· m. O eixo deaço termo-tratado tem uma resistência última Sut = 735MPa e uma resistência ao escoamento de Sy = 574MPa. A meta de confiabilidade é de 0,9.

(a) Determine o fator de segurança à fadiga dodesenho usando cada um dos critérios de falha por

fadiga descritos nesta seção.

(b) Determine o fator de segurança de escoamento.

1 - Determinação de Kt e Kts

Através das figuras abaixo:

Pro

fesso

r: N

ori

ma

r d

e M

elo

Ve

rtic

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Dimensionamento do eixo por tensão

Determinação do Kf e Kfs

Pro

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r: N

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e M

elo

Ve

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ch

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Dimensionamento do eixo por tensão

Aço

Pro

fesso

r: N

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ma

r d

e M

elo

Ve

rtic

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15

Dimensionamento do eixo por tensão

Pro

fesso

r: N

ori

ma

r d

e M

elo

Ve

rtic

ch

io

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Dimensionamento do eixo por tensão

(b) Determine o fator de segurança de escoamento.

Dúvidas

Pro

fesso

r: N

ori

ma

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Ve

rtic

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