PROJETOS DE MECANISMOS

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PROJETOS DE MECANISMOS
↪ Conceito de Máquina
É uma unidade usada de forma a produzir força e transmitir potência em um padrão pré-determinado. (Realiza trabalho).
↪ Conceito de Mecanismo
É um conjunto de peças ligadas de forma a produzir ou transmitir um movimento específico. Pode ser uma parte da máquina usada para transferir movimento.
↪ Cinemática dos Mecanismos
Análise:
Determinação do movimento do mecanismo a partir de sua geometria e de quantidades cinemáticas de alguns elementos do mecanismo.
Cinemática dos Mecanismos
↪ Grau de liberdade
Também chamado de mobilidade (M).
GDL- Número de entradas que precisam ser dadas para criar uma saída previsível.
GDL- Também é o número de coordenadas independentes, necessárias para definir sua posição.
Um mecanismo pode ser aberto ou fechado.
↪ Grau de liberdade em superfície plana
Para definir o GDL geral, consideramos o número de juntas e elos.
- Qualquer elo em um plano possui 3 GDL.
- Um sistema de elos (L) desconectados em um plano possui 3L de grau de liberdade. 
↪ Equação de Gruebler
M= 3L - 2J - 3G
*OBS: Meia junta conta como 
Por definição, um mecanismo precisa ter um dos elos fixo ao plano de referência, e assim a mobilidade passa a ser:
M= 3 (L - 1) - 2J 
(Utilizando apenas 1 ponto fixo)
A modificação de Kutzbach na equação de Gruebler:
M= 3 (L - 1) - 2J1 – J2
↪ Mecanismo e estruturas
Os graus de liberdade de uma montagem de elos predizem completamente seu comportamento.
· Se GDL é positivo: é um mecanismo e terá movimentos relativos;
· Se GDL é zero: é uma estrutura e não tem movimentos:
· Se GDL é negativo: é uma estrutura pré-carregada, não tem movimento e algumas tensões podem estar presente na montagem.
GDL = M= 3L - 2J - 3G
EXEMPLO 01:
Determine o grau de liberdade do mecanismo abaixo:
O elemento fixo recebe o número 1 (junta rotativa fixa) e os outros 7 elos, num total de 8 elos.
*Junta múltipla: quantidade de elos conectados menos 1. 
L= 8 elos;
G= 1 elo fixo.
M= 3L - 2J - 3G
L = 8 elos;
G = 1 elo fixo;
J = 10
M = 3(8) – 2(10) – 3(1)
M = 24 – 20 – 3
M = 1#
Portanto, possui 1 grau de liberdade.
EXEMPLO 02:
Determine o grau de liberdade do mecanismo abaixo:
L= 6 elos;
G= 1 elo fixo;
J = 5 completas
 1 meia
 1 múltipla de ordem 2
Logo J = 7,5
M= 3L - 2J - 3G
M = 3(6) – 2(7,5) – 3(1)
M = 18 – 15 – 3
M = 0#
Portanto é uma ESTRUTURA.
EXEMPLO 03:
Determine o grau de liberdade do mecanismo abaixo:
L= 7elos;
G= 1 elo fixo;
J = 7 completas
 1 meia
Logo J = 7,5
M= 3L - 2J - 3G
M = 3(7) – 2(7,5) – 3(1)
M = 21 – 15 – 3
M = 3#
Portanto possui 3 graus de liberdade. 
↪ Paradoxos
O fato de o critério de Gruebler não incluir na analise o comprimento e a forma dos elos pode nos levar a um resultado enganoso, tendo em vista a configurações geométricas únicas.
Para o mecanismo de 5 elos temos o GDL =0
L= 7elos;
G= 1 elo fixo;
J = 6
M= 3L - 2J - 3G
M = 3(5) – 2(6) – 3(1) = 0
Para o exemplo com a mesma quantidade de elos e juntas do anterior, a modificação foram os 3 elos com o mesmo comprimento ligados paralelamente e com os nós equidistantes.
Com essa geometria única, você pode ver que ele vai se móvel apesar da equação dizer ao contrário.
Neste caso o GDL = 1.
Nesta figura mostra um mecanismo muito comum que também desobedece ao critério de Gruebler. A junta entre as duas rodas pode ser postulada para não permitir deslizamento. Se não ocorre deslizamento, então se trata de uma junta completa, ou seja, com um grau de liberdade que permite apenas movimento angular entre as rodas.
Com essa suposição, o mecanismo tem o GDL = 0.
L= 3;
G= 1;
J = 3
M = 3(3) – 2(3) – 3(1) = 0
Entretanto, esse mecanismo se move (GDL = 1) porque a distância entre centros, ou comprimento de elo 1(fixos) é igual a soma do raio das rodas. 
Para o caso de mecanismos que possuem elos paralelos e com mesmo comprimento, podemos excluir os elos que não atrapalham o funcionamento do mecanismo e determinada pela equação.
Excluindo um dos elos paralelos, o movimento é o mesmo.
A barra extra não influencia no movimento, e sim na capacidade de carga.
L= 4;
G= 1;
J = 4
M= 3L - 2J - 3G
M = 3(4) – 2(4) – 3(1) = 1
↪ Elementos de mecanismo
Quando um par de engrenagens tem rodas de tamanhos diferentes, a engrenagem maior chama-se coroa e a menor chama-se pinhão.
↪Tipos de engrenagem
Existem vários tipos de engrenagem, que são escolhidos de acordo com sua função.
 
⇒Engrenagens cônicas
 São aquelas que têm forma de tronco de cone. As engrenagens cônicas podem ter dentes retos ou dentes retos helicoidais.
⇒Engrenagens helicoidais
Os dentes são oblíquos em relação ao eixo.
⇒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.