Projetos de Mecanismos (PMN)

Prof. Dr. Eng Waldemar Bonventi Jr.

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Tpicos1. Introduo. Descrio e classificao geral dos mecanismos. 2.Configuraes. Graus de liberdade. Mecanismos bsicos. 3.Anlise cinemtica dos mecanismos. 4.Anlise dinmica dos mecanismos. 5.Perfis conjugados (camos e engrenagens). 6.Sntese dos mecanismos. 7.Projeto de mecanismos articulados. 8.Introduo aos mecanismos tridimensionais.

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Bibliografia

SHIGLEY, J.E. Cinemtica dos Mecanismos e Dinmica das Mquinas, Edgard Blucher, 1970 DENAVIT, J., HARTENBERGER, R.S. Kinematic Synthesis of Linkages, McGraw-Hill, 1964. SCLATER, N.; CHIRONIS, N. Mechanisms and Mechanical Devices Sourcebook, 3rd ed., McGrawHill Professional, 2001. MADUREIRA, O., VON LANGENDONCK, C.T. Introduo aos Mecanismos de Camos, Grmio Politcnico DLP-USP, 1970.

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AvaliaoMp = (P1 + P2)/2 Mf = (0,8 Mp + 0,2 T) Se Mf > 5,0 aprovado Se Mf < 5,0 fazer P3 E a nova mdia calculada como Mp = (P1 + P2+ P3)/3 Mf = (0,8 Mp + 0,2 T) Sendo Mf Mdia final P1 1 Prova P2 2 Prova P3 3 Prova T Mdia dos trabalhos em sala de aula, laboratrio e extraclasse.

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Introduo

Os projetos de engenharia consistem na criao de planos de mquinas, estruturas, sistemas ou idealizao de processos, para realizarem funes bem definidas. Um projeto mecnico o conjunto de operaes necessrias para realizar a construo ou montagem de uma mquina, dispositivo ou processo.

Concepo e disposio de peas que satisfaam determinado objetivo. Definio da geometria, material, fabricao e montagem.

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Introduo

Um projeto compe-se das seguintes etapas:1.Reconhecer e constatar sua necessidade. 2.Estudo de solues possveis e seleo de uma, que ser estudada com mais detalhes. 3.Delinear o anteprojeto da mquina, estrutura, sistema ou processo selecionado. Definir as especificaes. 4.Dimensionar todos os componentes e preparar os desenhos e espeficicaes mais detalhadas.

Fases iniciais: criativas. Fases finais: decises encadeadas.

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Introduo

Definir primeiramente o que ser criado. Criao => arte No projeto, o conjunto e a disposio das peas consistir normalmente de um ou mais mecanismos. Para a escolha destes mecanismos, o projetista deve conhecer o maior nmero possvel deles. Bom senso + ensaios + experincia.

Outros fatores: Atrito, desgaste e aquecimento Utilidade Custo Segurana Rudo Aparncia Versatilidade Controle Resistncia e rigidez Lubrificao ...

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Introduo1. Arranjo cinemtico 2. Estudo das foras externas e internasnem todas as aceleraes so conhecidas, pois as massas das partes mveis ainda esto indefinidas

3. Projetos dos elementos de mquinas utilizadoscomplementar estudo da fase 2.8

Introduo

Mecanismo: conjunto de elementos de mquinas interligados para produzir um movimento especfico.

mbolo + biela + manivela de um motor ou compressor Engrenagens acopladas (trem de engrenagens) Duas polias ligadas por uma correia V Geometria deve atender as caractersticas dos movimentos desejados Requisitos de espao

Deve ser projetado:

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Introduo

Anlise cinemtica: mtodos usados para equacionar o movimento dos mecanismos Sntese cinemtica: configurao final de um mecanismo que produz os movimentos preestabelecidos Cinemtica: estudo do movimento independentemente das foras que o originaram

Posio, geometria, deslocamento, rotao, velocidade, acelerao

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Introduo

Exemplo: motor ou compressor

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Que relao existe entre o movimento do mbolo e a rvore de manivelas? Qual a velocidade de deslizamento entre as superfcies lubrificadas do mbolo e do cilindro, para as vrias posies do mbolo? Qual a direo e o mdulo da acelerao do mbolo e de que forma variam durante um ciclo completo? Que trajetria descreve o centro de gravidade da biela? Que diferenas h entre os movimentos de um motor de curso longo e curto?

Sistemas de classificao de mecanismos

Funcional Considera o mecanismo completo (caixa-preta) Tais caixas-pretas podem ser subdivididas em outras => cada uma com sua funo Sistema = coleo de mecanismos Estrutural Considera a natureza das partes = movimento relativo entre elas. Conexo entre partes. Transformao de movimentos entre seus componentes de entrada e de sada = forma de interligao: rolamentos, deslizamentos, barras, conectores flexveis, ganchos, ressaltos, ...

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Classificao de acordo com o mecanismo

Alavanca de Bell Engrenagem de desvio (bevel gear) Camo (came) Card Manivela Manivela deslizante Engrenagens Mecanismo intermitente de Genebra

Alavanca Conexes vinculadas Pisto Polias Pinho e cremalheira Catraca Movimento recproco Coroa-parafuso

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Alavanca de Bell

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Engrenagem de desvio (bevel gear)

Inclinao do eixo de rotao e velocidade angular (pela proporo entre dentes)

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Camo (came)

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Card

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Manivela

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Manivela deslizante

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Engrenagens

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Mecanismo intermitente de Genebra

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Alavanca

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Alavancas

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Vnculos, conexes

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Pisto

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Polias

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Pinho e cremalheira

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Catraca

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Movimento recproco

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Retorno rpido

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Coroa-parafuso

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Mecanismos compostos escape de relgio

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Mecanismos compostosMquina de Stirling

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Mquina de Stirling (2)

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Catapulta Trebuchet

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Mquina a vapor

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Mquina a vapor de Mamod

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Classificao de acordo com o mecanismo

Geradores de movimento retilneo Watt Scott-Russell Peaucelier Tchebicheff Trem de engrenagens epicclicas Converso movimento linear rotao Manivelas Balancim de Scotch Movimento linear intermitente

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Watt

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Scott-Russell

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Peaucellier

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Tchebicheff

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Junta de Scotch

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Intermitente linear

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Retorno rpido de Whitworth

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Classificao de acordo com o mecanismo

Conexo de quatro barras Arraste Manivela + oscilao Oscilao dupla Gerador de funes Escapes Genebra (Geneva) De relgio

Mistos Retorno rpido de brao oscilante Retorno rpido de Whitworth Zper Pinho e cremalheira

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Conexes de quatro barras Barra de arraste

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Conexes de quatro barras Manivela oscilante

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Conexes de quatro barras Manivela dupla

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Gerador de funo quadrtica

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Cremalheira e pinhomostrando a curva involuta e o contato linear

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Classificao de acordo com o movimento

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Converses de movimentos

Linear p/ rotativo: cremalheira e pinho Transformao linear: polia, alavanca Transformao direcional: alavanca de sinos Oscilatrio p/ recproco: biela, camo Oscilatrio p/ rotativo: biela Oscilatrio p/ intermitente: catraca Oscilatrio p/ irregular: camo Recproco p/ rotativo: pisto Recproco p/ oscilatrio: vnculos (homem + martelo) Recproco p/ intermitente: catraca Recproco reflexivo: alavanca, polia Rotativo p/ linear: roda Rotativo p/ recproco: pisto, card Rotativo p/ oscilatrio: biela, retorno rpido Rotativo p/ intermitente: Genebra Rotativo p/ irregular: camo Irregular: esta parte do mecanismo no usada como motora Intermitente: o elemento que realiza o movimento usado como final da transmisso do movimento

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