Dimensionamento de Acoplamentos
Para dimensionar o acoplamento deve-se calcular o momento torçor no eixo e aplicar um fator de serviço de acordo com a aplicação do equipamento.
Cálculo do Momento Torçor do Acoplamento:
Em que:
Mt acopl = Momento Torçor do acoplamento, calculado para selecionar o acoplamento no catálogo do fabricante. [N.m]
FS = Fator de Serviço, tabelado pelo fabricante de acoplamentos, de acordo com a máquina a ser utilizada e o tipo de serviço.
Após calculado o Mtacoplamento, deve-se selecionar um acoplamento no catálogo com capacidade de momento torçor igual ou superior a calculada.
Deverão ser verificadas no catálogo as dimensões do acoplamento selecionado, principalmente quanto às dimensões do eixo utilizado.
No anexo tem-se algumas tabelas de acoplamentos que serão utilizadas no dimensionamento a seguir.
Ex. 1- Dimensionar um acoplamento para ser utilizado em uma bomba, conforme a figura.
Dados:
Bomba do tipo rotativa Motor = 5,5 KW - 1800 rpm 8 partidas/hora
20 horas funcionamento por dia Temperatura = 60ºC
Mtacoplam. = Mt x FS
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2- Dimensionar um acoplamento para acionar uma trefiladora.
13 - ENGRENAGENS
Engrenagens são rodas com dentes padronizados que servem para transmitir movimento e força entre dois eixos. Muitas vezes, as engrenagens são usadas para variar o número de rotações e o sentido da rotação de um eixo para o outro.
Observe as partes de uma engrenagem:
Trefiladora Dados:
Motor 25 KW 1720 rpm
12 h trabalho/dia 15 partidas/hora Temperatura = 800 C
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Os dentes são um dos elementos mais importantes das engrenagens. Observe, no detalhe, as partes principais do dente de engrenagem.
Tipos de engrenagem
Existem vários tipos de engrenagem, que são escolhidos de acordo com a sua função.
Engrenagens cilíndricas
Engrenagens cilíndricas têm a forma de cilindro e podem ter dentes retos ou helicoidais (inclinados). Observe duas engrenagens cilíndricas com dentes retos.
Veja uma engrenagem com dentes helicoidais:
Os dentes helicoidais são paralelos entre si mas oblíquos em relação ao eixo da engrenagem.
As engrenagens cilíndricas com dentes helicoidais transmitem também rotação entre eixos reversos (não paralelos). Elas funcionam mais suavemente que as engrenagens cilíndricas com dentes retos e, por isso, o ruído é menor.
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Engrenagens cônicas
Engrenagens cônicas são aquelas que têm forma
de tronco de cone, podem ter dentes retos ou helicoidais, e transmitem rotação entre eixos concorrentes.
Eixos concorrentes são aqueles que vão se encontrar em um mesmo ponto, quando prolongados.
Observe no desenho como os eixos das duas engrenagens se encontram no ponto A.
Rosca sem-fim
Essa engrenagem é normalmente usada quando se deseja uma grande redução de velocidade na transmissão do movimento, em um espaço reduzido.
Os dentes da coroa são côncavos, ou seja, são menos elevados no meio do que nas bordas.
O pinhão, ou rosca sem fim, é feito de aço e a coroa de bronze.
As vantagens na utilização de engrenagens coroa sem-fim, são espaço útil
reduzido, baixo custo, e grande possibilidade de redução, até 1:100 (cem vezes) em um só par.
Por esses motivos ele é muito utilizado em diversos equipamentos.
A principal desvantagem é o baixo rendimento, variando de 45% a 75%, dependendo principalmente da redução e do número de entradas da rosca, uma, duas, ou três entradas.
A figura a seguir mostra um exemplo de motor redutor de engrenagem coroa sem fim.
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Cremalheira
Cremalheira é uma barra provida de dentes, destinada a engrenar uma roda dentada. Com esse sistema, pode-se transformar movimento de rotação em movimento retilíneo e vice-versa.
Representação de Engrenagens em desenho técnico
As engrenagens são representadas, nos desenhos técnicos, de maneira normalizada. Como regra geral, a engrenagem é representada como uma peça sólida, sem dentes.
Apenas um elemento da engrenagem, o diâmetro primitivo, é indicado por meio de uma linha estreita de traços e pontos, como mostra o desenho.
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Nas representações em corte, os dentes atingidos no sentido longitudinal devem ser desenhados.
Nesses casos, os dentes são representados com omissão de corte, isto é, sem hachura.
Observe os dentes representados nas vistas laterais, em meio-corte, das engrenagens a seguir.
Quando, na vista lateral da engrenagem, aparecem representadas três linhas estreitas paralelas, essas linhas indicam a direção de inclinação dos dentes helicoidais.
Características Geométricas das Engrenagens
As engrenagens, sejam de perfis de dentes retos, helicoidais, coroa sem fim, dentes cônicos, tem o seu perfil padronizado, o que facilita a sua fabricação e também o intercambio de peças.
Na tabela, tem-se as características geométricas, com as dimensões das engrenagens e o perfil do dente, que são utilizados para calcular as engrenagens.
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Ângulo de Pressão
O ângulo de pressão define o formato do dente. O ângulo recomendado pela ABNT é o de 20˚. As máquinas antigas normalmente possuem um ângulo de 14,5˚.
Observe que quanto maior o ângulo de pressão, o dente fica mais pontudo, evitando assim problemas de interferência no engrenamento.
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Módulo
O módulo determina o tamanho padrão do dente, e é normalizado pela DIN 780.
A tabela a seguir mostra os dentes padronizados.
Módulo Incremento (intervalo)
0,3 a 1 0,1
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2) Dado a transmissão com um par de engrenagens da figura, calcular para Z1 = 21 dentes, Z2= 63 dentes, módulo m=2, e θ = 20:
a) A distância entre centros C
b) O diâmetro primitivo, externo e de base de cada engrenagem.
c) O passo
REFERÊNCIAS
VULKAN. Catálogo de acoplamento flexomax G. Disponível em www.vulkan.com.br CIMAF. Manual Técnico de Cabos de Aço. Disponível em www.cimaf.com.br
FISHER, Ulrich. et al..Manual de Tecnologia Metalmecânica. Ed. Blucher, 2008.
MELCONIAN, Sarkis. Elementos de Máquinas. São Paulo: Érica, 2000.
SHIGLEY, Joseph. et al.. Projeto de engenharia mecânica. 7. ed. Porto Alegre: Bookman, 2005.
Telecurso 2000: Elementos de Máquinas
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ANEXOS
(TABELAS)
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