Introduo aos mecanismosElementos de mquinas Prof: Christian Dor

Mquina e MecanismoOs sistemas mecnicos resultam, em geral, da associao de subsistemas estruturais e mecnicos com o objetivo de transmitir esforos e movimento.

Um sistema mecnico pode ser definido como um conjunto de corpos rgidos e/ou flexveis interligados por juntas cinemticas e atuados por foras e momentos.

Mquina e MecanismoO estudo dos sistemas mecnicos, caracterizados pela cinemtica e dinmica, baseia-se em leis conhecidasleis do movimento de translao e de rotao

O ramo da mecnica, denominado cincia de mquinas e mecanismos, tem como objetivo estudar as leis que regem os movimentos, quer em termos de deslocamento, velocidade, acelerao dos diversos membros que constituem os sistemas

Bem como dos esforos, foras e momentos, que esses membros transmitem.

Mquina e MecanismoA cinemtica e a dinmica, desempenham um papel preponderante no estudo dos mecanismos e das mquinas.

Mquina e MecanismoAtualmente, podem encontrar-se sistemas mecnicos (mquinas e mecanismos) nas mais variadas atividades, tais como, a agricultura, a indstria (txtil, metal mecnica, informtica, electrnica, etc.).A alavanca , sem dvida, a mais simples e natural das mquinas.

Mquina e MecanismoDe um automvel fazem tambm parte vrios mecanismos como, por exemplo, as suspenses, os sistemas de transmisso de movimento, entre outros.

Nas oficinas mecnicas tambm se encontram as mais variadas mquinas (mquinas eltricas, mquinas-ferramenta, etc.) e mecanismos.Mquina e Mecanismo

Mquina e MecanismoVitruvius, sculo I d.C., define mquina como sendo uma combinao de materiais e componentes que tm a capacidade de movimentar pesos.

Segundo Guilio, 1846, mquina todo o dispositivo cujo propsito receber a ao de um motor e modificar a velocidade e direo do movimento.

Frolov, 1987, define mquina como algo que transforma potncia, materiais e informao para substituir ou simplificar trabalho fsico ou intelectual.

Mquina e MecanismoNilsson, 1998, escreve para muitas pessoas, uma mquina uma coisa bastante estlida (tolo). A palavra evoca imagens de rodas dentadas, o assobiar das mquinas a vapor e o soar das partes metlicas ... Hoje em dia, o computador tem expandido a nossa noo do que pode ser uma mquina.

Mquina e MecanismoMecanismo: uma combinao ou coleo de vrios corpos ligados entre si com o intuito de transmitir ou transformar um determinado movimento.Mquina: todo o sistema mecnico formado por diversos elementos cujo objetivo transmitir ou transformar um determinado movimento e produzir trabalho til.

A diferena fundamental que a mquina transmite movimento associado a transformao de energia em trabalho, ao passo que num mecanismo apenas transmitido movimento.

Mquina e Mecanismo

Noes BsicasNos mecanismos, os componentes ou elementos susceptveis de transmitir fora e movimento so denominados ligaes ou barras.Para haver movimento os elementos devem ser ligados entre si.O conjunto das superfcies que estabelece o contato entre as diversas barras de um mecanismo designa-se junta cinemtica ou par cinemtico.

Noes BsicasO mecanismo biela-manivela com corredia, o qual constitudo por quatro elementos, o fixo (1), a manivela (2), a biela (3) e a corredia (4), e que esto unidos por trs juntas de rotao (R12, R23, R34) e uma junta de translao (T14).

Noes BsicasAs ligaes ou barras podem ser binrias, ternrias, quaternrias, etc., e ainda possurem dois, trs ou quatro elementos de junta.

Noes BsicasO elemento que recebe o movimento que se pretende transmitir ou transformar designa-se rgo motor. Ao elemento que recebe o movimento que se pretende utilizar chama-se rgo movido ou seguidor.As barras que rodam ou oscilam em torno de um eixo fixo denominam-se manivelas, As barras que fazem a ligao entre duas manivelas ou entre uma manivela e uma corredia chamam-se bielas.

Noes Bsicas

Noes BsicasOs mecanismos podem ser classificados como abertos ou fechadosNum mecanismo fechado, o movimento dos seus elementos depende diretamente do movimento de outros elementos. Num mecanismo aberto, o movimento dos seus elementos pode no ser influenciado pelo movimento dos demais elementos.

Noes BsicasQuando num mecanismo se liberta a barra inicialmente fixa e, por outro lado, se fixa uma barra anteriormente livre, diz-se que o mecanismo foi invertido.

A inverso de um mecanismo no altera o movimento relativo entre as barras, mas modifica o movimento absoluto de cada uma das barras relativamente a um referencial fixo.

Tipos de Movimentos

Tipos de MovimentosNo movimento plano ou bidimensional, todos os pontos de um dado corpo em movimento descrevem trajetrias no mesmo plano ou em planos paralelos.

No movimento plano, todos os pontos de um corpo ou mecanismo permanecem a uma distncia constante relativamente a um plano de referncia

Trs tipos de movimento ocorrem, o movimento de rotao, o movimento de translao e o movimento geral ou misto

Tipos de MovimentosNa rotao todos os pontos descrevem trajetrias circulares em torno de uma reta perpendicular ao plano de rotao, designada eixo de rotao.

Tipos de MovimentosNa translao todos os pontos descrevem trajetrias paralelas de tal modo que as linhas que unem dois quaisquer pontos de um corpo permanecem sempre paralelas relativamente posio inicial.

Tipos de MovimentosQuando os pontos de uma barra descrevem trajetrias curvas e paralelas entre si, diz-se que o movimento realizado de translao curvilneo.

Tipos de MovimentosO movimento plano designa-se geral ou misto quando nele co-existem as propriedades dos movimentos de rotao e de translao.

Tipos de MovimentosQuanto ao movimento espacial ou tridimensional, h dois tipos bsicos de movimento a considerar, o movimento esfrico e o movimento helicoidal.

No esfrico cada ponto de uma barra mantm-se a uma distncia constante de um ponto fixo

No movimento helicoidal, os pontos de uma barra movem-se com rotao em torno de um eixo fixo e com translao na direo desse mesmo eixo.

Tipos de Movimentos

Tipos de MovimentosO movimento, quer seja plano quer seja espacial, pode ser contnuo, intermitente ou alternativo de vaivm. O movimento contnuo quando um ponto ou um corpo se desloca indefinidamente no mesmo sentido.O movimento intermitente quando interrompido e apresenta perodos de repouso.No movimento de vaivm, os corpos descrevem movimento num sentido e de seguida em sentido contrrio.

Tipos de MovimentosNos mecanismos, a transmisso de movimento pode ser feita por contato direto ou por ligao intermdia. Nas transmisses por contato direto o movimento transmitido atravs do contato entre as superfcies dos rgos motor e movido. Neste grupo esto includos, por exemplo, os sistemas de transmisso por engrenagens e os mecanismos do tipo came-seguidor

Tipos de Movimentos

Tipos de MovimentosH tambm os sistemas em que a transmisso do movimento efetuada atravs de um corpo intermdio que liga o rgo motor ao rgo movido

Juntas CinemticasAs barras devem estar ligadas entre si por juntas ou pares cinemticos. As juntas restringem o movimentoAs juntas podem agrupar-se em duas grandes classes, a saber: a juntas superiores e as juntas inferiores. Enquanto que nas juntas superiores o contacto pontual ou linearNas juntas inferiores o contacto entre os elementos uma superfcie

Juntas CinemticasAs juntas cinemticas superiores so, em geral, mais difceis de obter, mas so utilizadas sobretudo por serem o meio mais simples de se obterem deslocamentos de natureza complexa.

As juntas cinemticas inferiores tm como principais caractersticas a elevada capacidade de carga e a facilidade de produo, como por exemplo, por usinagem.

Juntas CinemticasJunta de rotao (R) permite apenas o movimento relativo de rotao. Numa junta de rotao existe somente um grau de liberdade;

Junta de translao (T) ou prismtica permite apenas o movimento relativo de translao. A junta de translao tem um s grau liberdade;

Junta esfrica (E) ou globular possibilita a rotao em torno dos trs eixos coordenados. Numa junta esfrica h trs graus de liberdade;

Juntas CinemticasJunta cilndrica (C) permite dois movimentos independentes, isto , rotao e translao. Numa junta cilndrica h dois graus de liberdade;

Junta plana (P) permite trs movimentos independentes, duas translaes e uma rotao. Uma junta plana possui trs graus de liberdade;

Junta helicoidal (H) ou de parafuso possibilita dois movimento, uma translao e uma rotao. Numa junta helicoidal h apenas um grau de liberdade devido ao escorregamento relativo entre as superfcies em contacto.

Juntas Cinemticas

Juntas CinemticasSe a forma dos elementos de uma junta tal que, supondo um deles fixo, as trajetrias de todos os pontos do componente a que o outro elemento pertence so completamente determinadas, a junta diz-se fechada, como exemplo uma qualquer junta de rotao do mecanismo de quatro barras.Se no for, a junta diz-se aberta, como no caso de um came e um seguidor

Juntas CinemticasUma junta diz-se rotide quando o movimento permitido de rotao ou oscilao num s plano, sendo habitualmente designadas articulaes.

Quando a rotao ou oscilao acontece em qualquer plano, a junta diz-se esfrica, vulgo rtula.

Uma junta deslizante, ou translacional, quando o movimento permitido de translao e em que o elemento fixo se designa guia e o mvel corredia.

Juntas CinemticasAs juntas cinemticas representam-se, usualmente, por uma letra maiscula, que simboliza o tipo de movimento permitido, seguida pelos nmeros das barras que por elas so unidas.

Juntas Cinemticas