Proj Mec_Lista 01_2021_forca movim potencia

Prévia do material em texto

ENGENHARIA MECÂNICA - 9º e 10° 
PROJETOS MECÂNICOS 
Lista de Exercícios 01 – Força e Movimento - set-out/2021 
Prof. Dr. Eng. William M M Menezes 
 
01 – Dado um pino cilíndrico em aço (LE de 320 MPa), com diâmetro ¾ pol, 
determine: 
a) A tensão admissível (em MPa) e a máxima carga (em kN) em tração 
axial, com fator de segurança de 200%. 
b) A tensão admissível (em MPa) e a máxima carga (em kN) em 
cisalhamento da seção transversal, com fator de segurança de 
300%. 
02 – Dada a união por rebite apresentada na figura, determine o mínimo 
diâmetro (em pol) do rebite em questão. Despreze o esmagamento da 
chapa. Considere um fator de segurança de 120%, e o LE do aço de 320 
MPa. 
03 – Determinar a mínima espessura (“e” em pol) da aba de uma cantoneira 
com abas iguais em alumínio (LEAl=70 MPa), cuja aba é de ½ pol (H). A 
cantoneira está submetida a uma carga axial de tração de 80 kgf. Considere 
um fator de segurança de 250%. 
 
 
 
 
04 – Dado o sistema de transmissão por correias, 
determine o diâmetro da polia 3 (D3 em mm). 
Dados: 
D1 = 60 mm 
D2 = 240 mm 
D4 = 220 mm 
 
 
 
 
 
05 – Em relação ao exercício 04, cujo acionamento é feito por um motor de 0,5 cv, determine o torque (em N.m) 
nos eixos 1 e 4 (de entrada e saída respectivamente). Despreze as perdas. 
 
06 – Ainda em relação aos exercícios 04 e 05, determine a potência e o torque no eixo 4 considerando uma 
perda de potência de 1,5% em cada estágio da transmissão. 
 
07 – É dado um sistema de transmissão por engrenagens 
conforme figura ao lado, composto por três eixos (eixo de 
entrada, eixo 1 e eixo 2), e quatro engrenagens. São 
conhecidas as relações de transmissão do primeiro estágio 
(i1=4) e do segundo estágio (i2=2,8). A eficiência da 
transmissão de potência em cada estágio é de 98%. 
Determine: 
a) A rotação (rpm) e a potência (cv) nos eixos 1 e 2; 
b) O torque (N.m) nos eixos de entrada, eixo 1 e eixo 2. 
 
 
 
axial 
transversal 
3 kN 
e 
H=1/2 pol 
D1 
Motor 
2000 rpm 250 rpm 
D2 
D3 
D4 
Motor 
2 cv - 3600 rpm 
eixo 1 
eixo 2 
08 – A figura mostra um corpo com massa de 5 lbm, preso a 
uma corda enrolada a uma polia cujo raio é de 3 pol. Se a 
massa cai a uma velocidade constante de 5 ft/s, determine a 
potência transmitida à polia, em hp, e a rotação da polia, em 
rotações por minuto (rpm). A aceleração da gravidade é g = 
32,2 ft/s². 
 
 
 
 
 
09 – O eixo de entrada de uma caixa de transmissão gira a 2000 rpm e transmite uma potência de 40 kW. A 
potência do eixo de saída é de 36 kW a uma rotação de 500 rpm. Determine o torque atuante em cada eixo, em 
N.m. 
 
10 – O eixo de manivela de um compressor de ar monocilindro gira a 1800 rpm. A área do pistão é de 2000 mm² 
e o curso do pistão é de 50 mm. Admita um caso “idealizado” em que a pressão média do gás atuante sobre o 
pistão durante o curso de compressão seja de 1 MPa e a pressão durante o curso referente à entrada de gás 
seja desprezível. O compressor possui uma eficiência de 80%. Um volante propicia um controle adequado da 
flutuação da velocidade. 
a) Qual é a potência do motor (kW) necessária para acionar o eixo de manivela? 
b) Qual é o torque transmitido pelo eixo de manivela? 
 
11 – Uma prensa com volante adaptado para minimizar as flutuações de velocidade, executa 120 golpes por 
minuto, sendo que cada golpe corresponde a uma força média de 2000 N aplicada ao longo de um curso de 50 
mm. A prensa se move por meio de um redutor de engrenagens que por sua vez é acionado por um eixo cuja 
rotação é de 300 rpm. A eficiência global é de 80%. 
a) Qual é a potência (W) transmitida através do eixo? 
b) Qual é o torque médio aplicado ao eixo? 
 
Gabarito: 
01) a) 107 MPa 
 30,5 kN 
b) 53,3 MPa 
 15,2 kN 
 06) 
 
��� = 361,9 W 
T4´ = 13,8 N.m 
 08) �� = 0,0455 hp 
n = 191 rpm 
 
02) d = 1/4 pol 07) a) n1 = 900 rpm 
 n2 = 321,4 rpm 
 �� � = 1,96 cv 
 �� � = 1,92 cv 
 09) 
 
10) 
Te = 191 N.m 
Ts = 688 N.m 
�� = 3,75 kW 
T = 19,9 N.m 
03) e = 1/16 pol b) Te = 3,96 N.m 11) �� = 250 W 
04) D3 = 110 mm T1 = 15,5 N.m T = 7,96 N.m 
05) T1 = 1,78 N.m 
T4 = 14,2 N.m 
 T2 = 42,6 N.m 
 
 
Referências bibliográficas 
Juvinall, R., Marshek K.M., Fundamentos do Projeto de Componentes de Máquinas, ed. LTC. 
 
<fim> 
m=5 lb 
v=5 ft/s 
R=3 pol 
polia