Elementos de Máquinas - UNIFAEL

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ELEMENTOS DE MÁQUINAS – UNIFAEL – EXERCICIOS DE FIXAÇÃO 1 AO 3 – PROVA OBJETIVA
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A decisão sobre a seleção de um material para um elemento de máquina, é uma das principais decisões do projeto. Sobre esses materiais, qual deles se encaixa melhor na definição apresentada a seguir:
______________ são formados por meio de dois ou mais materiais distintos, cada um dos quais contribui para as propriedades finais. Diferente de outros materiais, esses materiais permanecem separados um do outro no nível macroscópio. (FONTE: Budynas, Richard G. 2016, p.70)
Os materiais compostos
Plásticos
Metais não ferrosos
Materiais para fundição
Aço-liga
R: Os materiais compostos
A transmissão é um processo extremamente importante para o funcionamento de máquinas e equipamentos. A transmissão é responsável por transferir a potência e o movimento de um motor para outros elementos de máquinas. Os tipos de transmissão existentes são:
R: por correias, por correntes, por rodas, por engrenagens, rosca sem fim, mancais.
“Quando um corpo de prova de aço é completamente endurecido, ele se torna muito duro e frágil e apresenta elevadas tensões residuais. O aço é instável e tende a se contrair com o envelhecimento. Essa tendência aumenta quando o corpo de prova está sujeito a cargas aplicadas externamente, pois as tensões resultantes contribuem ainda mais para a instabilidade. Essas tensões internas podem ser aliviadas mediante um processo de aquecimento modesto chamado alivio de tensões, ou uma combinação de amolecimento e alivio de tensões”
 chamado de? (FONTE: Budynas, Richard G. 2016, p.60)
R: Revenimento
As roscas dos parafusos, seguem uma terminológa padrão.
Com relação a essa terminologia, qual palavra completa melhor a definição a seguir:
O _________ é a distância entre adoçamentos adjacentes de rosca medida paralelamente ao eixo da rosca. (FONTE: Budynas, Richard G. 2016, p.395).
R: Passo
Considere um equipamento que utiliza uma transmissão por engrenagens. A engrenagem motora tem possui 64 dentes e a engrenagem movida tem 96 dentes. O motor está acoplado diretamente ao eixo da engrenagem motora com rotação de 2400 RPM. Qual a RPM da engrenagem movida?
R: 1600
EXERCICIOS DE FIXAÇÃO
(Adaptado de IFI-Brasília 2016) Podemos dizer que a fadiga, são cargas dinâmicas que vão e vem durante um determinado intervalo de tempo, essas cargas podem também ser chamadas de cargas variáveis. Com relação a fadiga em materiais metálicos, leia as afirmativas a seguir: 
 
I)          A maioria das ligas não ferrosas não possui um limite de resistência à fadiga. Para esses materiais, a resposta à fadiga é especificada como uma resistência à fadiga, definida como o nível de tensão no qual a falha irá ocorrer para um número de ciclos específicos.
II)       Para algumas ligas ferrosas e de titânio existe um nível de tensão limite, chamado de limite de resistência à fadiga, abaixo do qual a falha por fadiga não irá ocorrer. 
III)      A vida em fadiga é a tensão máxima necessária para causar a falha sob um determinado número de ciclos. 
IV)      Dois importantes métodos para se aumentar o desempenho em fadiga consistem em melhorar o acabamento da superfície da peça, através do polimento ou a introdução de tensões residuais de compressão em uma fina camada externa da peça. 
Assinale a alternativa que apresenta somente as afirmativas CORRETAS. 
R: I, II, IV 
Com relação aos mancais, analise as afirmativas a seguir:
I – Os mancais são elementos de apoio e podem der de deslizamento ou de rolamento.
II – Nos mancais de deslizamento as partes envolvidas estão em contato direto uma com a outra e, para reduzir o atrito entre elas, a lubrificação é fundamental.
III – Os mancais de rolamento são utilizados para permitir o movimento relativo entre dois elementos, além de sustentar uma carga. Seus elementos rolantes podem ser esferas, cilindros ou roletes cônicos.
São verdadeiras as afirmativas:
R: I, II e III
As correntes são empregadas para transmitir força e movimento, permitindo que a rotação do eixo ocorra nos sentidos horário e anti-horário. Elas se assemelham as correias, quanto a funcionalidade e ao encaixe, porém elas apresentam, uma maior precisão e são indicadas para quando se trabalha com?
R: Engrenagens ou rodas dentadas.
Um material dúctil, possui grande capacidade de deformação antes de se romper. Um exemplo, muito comum em nosso dia a dia de um material dúctil, é o clipe de papel. Já os materiais frágeis, se rompem facilmente sem sofrer grandes deformações.
Das alternativas a seguir qual apresenta NÃO apresenta um exemplo de material dúctil? 
R: Vidro
Uma barra redonda com 20 mm de diâmetro e 3.200 mm de comprimento, está sujeita a uma força de tração de 20.000 N. A barra é feita de aço e tem módulo de elasticidade de 207 GPa. Nessas condições, calcule a deformação total e assinale a alternativa correta.
R: Aproximadamente 0,98 mm
Motor elétrico é qualquer dispositivo que transforma energia elétrica em mecânica. Um motor elétrico possui a rotação de 2400 rpm. Determine sua velocidade angular.
R: 80𝜋 rad/s
Fadiga de materiais é um processo que leva a falha mecânica local, causado por um carregamento alternado, variável, e geralmente de valor muito abaixo do que uma carga estática que leva a ruptura.(FONTE: Araujo, Eduardo. 2017, disponível em https://www.esss.co/)
O projeto, quando leva em conta a fadiga, tem alguns métodos de cálculo para determinar, EXETO?
R: Projeto para falha de manutenção.
Uma barra redonda com 20 mm de diâmetro está sujeita a uma força de tração de 20.000 N. Calcule as tensões de tração diretas na barra e assinale a alternativa correta.
R: Aproximadamente 63,69 Mpa
(Adaptada de IDECAN-IFCE 2021) Acoplamento é um conjunto mecânico, constituído de elementos de máquinas, empregado na transmissão de movimento de rotação entre duas árvores ou eixo-árvores. Emprega-se o acoplamento quando se deseja transmitir um momento de rotação de um eixo motor a outro elemento de máquina, situado coaxialmente (eixo comum) a ele. Também podem ser definidos como elementos de transmissão de máquinas, cujo objetivo é unir duas extremidades (eixos) de equipamentos distintos na transmissão de força.
Com relação aos acoplamentos, analise as afirmativas a seguir:
I. Absorver desalinhamento entre os eixos;
II. Absorver, parcialmente, choques em um dos eixos;
III. Amortecer vibrações torcionais.
São verdadeiras as afirmativas: 
R: I, II e III
(Adaptado de CESPE CEBRASPE – 2007) Na transmissão por correia esquematizada na figura a seguir, a polia motora 1, tem diâmetro de 500 mm e gira com uma velocidade de 1.200 rpm. A polia movida 2, tem diâmetro de 200 mm. Qual a relação de transmissão? 
R: 0,4:1
Para o cálculo da tensão de cisalhamento, usamos um método similar aos das tensões diretas e de compressão. Das alternativas a seguir qual traz a equação para o cálculo da tensão de cisalhamento? 
R: 
(Adaptado de CESPE - 2012 - PEFOCE ) Os elementos de máquinas, sofrem diversos esforços estruturais, entre eles temos a tensão . Com relação a esse esforço, analise as afirmativas a seguir:
I – De acordo com a teoria da tensão cisalhante, o escoamento começa quando a tensão cisalhante máxima, no ponto de escoamento, for maior que o limite de resistência em um ensaio de tração simples.
II – A tensão devido à curvatura de molas helicoidais é mais relevante durante carregamentos estáticos que em carregamentos cíclicos.
III – A tensão de superfície é igual para o conjunto pinhão-coroa.
São verdadeiras as afirmativas:
R: III apenas
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Na indústria, utilizamos muito dois tipos de aço, o aço carbono e o aço liga. O aço liga se diferencia do aço carbono comum, pela adição de algum elemento químico em quantidade acima do aço encontrado no aço carbono. Essa adição no aço-liga se dá para melhorar as propriedades físicas, químico ou ainda químico-físicas. No aço-liga, podemos melhorarpor exemplo a resistência à abrasão, à corrosão, ao choque entre outros. Sobre os aços-liga analise as afirmativas a seguir:
I. Aço de baixa liga: possui menos de 5% do elemento de liga.
II. Aço de liga média: possui entre 5% e 10% de elemento de liga. 
III. Aço de alto liga: possui acima de 10% de elemento de liga. 
 
São verdadeiras as afirmativas:
R: I apenas
(Adaptada de CESGRANRIO - 2014 - Petrobras) Em uma engrenagem cilíndrica de dentes retos, o complemento do ângulo entre a direção em que um dente exerce força no outro e a linha que une o centro de duas engrenagens de um par é o ângulo de?
R: Pressão
As ______________________________ transmitem a rotação tanto entre eixos paralelos, como não coplanares. No caso de árvores paralelas, as helicoides (hélices) das engrenagens devem ter sentidos contrários. (Fonte: CESPE - 2010 - Banco da Amazônia )
R: Engrenagens cilíndricas de dentes retos.
Um dos materiais muito utilizados na indústria é o aço carbono. Existem três maneiras de classificar esse tipo de aço, são elas: baixo, médio e alto teor de carbono. Sobre essa classificação analise as afirmativas a seguir:
I - Aço de baixo carbono: possuem até 0,30% de teor de carbono, sendo o tipo de aço mais popular no mercado.
II - Aço carbono médio: refere-se a aços carbono que possuem acima de 0,35% até 0,50% de teor de carbono. Sua principal aplicação é em elementos estruturais e eixos.
III - Aço de alto carbono: são aqueles que possuem acima de 0,50% até 2,11% de teor de carbono. Normalmente é utilizado na fabricação de rodas e peças propícias ao desgaste. 
R: I, II e III
(Adaptado de IFPI - Elementos de Máquinas - 2012) Com relação as correias, analise as afirmativas a seguir: 
I) A função das correias é manter o vínculo entre polias e transmitir força.
II) As correias podem ser fabricadas com plástico rígido do tipo PVC.
III) As correias industriais, normalmente, são feitas de borracha revestida de lona.
IV) As correias em “V”, com perfis maiores, são excelentes para transmissões leves.
V) O deslizamento de uma correia em “V”, dentro de um canal, é causado por um baixo tensionamento da própria correia.
São verdadeiras as afirmativas: 
R: I, III e V apenas
(Adaptado de NUCEPE - 2018 - PC-PI ) Dois tipos de engrenagens muito utilizados na indústria, são as engrenagens cilíndricas de dentes retos e de dentes helicoidais. Sobre essas engrenagens é correto o que se afirma em?
R: As engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais induzem mais cargas axiais do que as engrenagens de dentes retos.
(Adaptado de  CEPS-UFPA - 2018) As chavetas são elementos de máquinas que podem ter duas funções: fixação e transmissão de potência. Sobre as chavetas analise as afirmativas a seguir:
I - Chaveta é um elemento mecânico de fixação que se interpõe entre um eixo e uma peça, tendo por finalidade ligar dois elementos mecânicos.
II - As chavetas se classificam em chavetas de cunha, chavetas paralelas e chavetas de disco.
III - As chavetas longitudinais do tipo meia-cana possuem base côncava (mesmo raio do eixo), necessitando de um rasgo no eixo para sua fixação.
IV - As chavetas de cunha classificam-se em longitudinais e transversais.
São verdadeiras as afirmativas:
R: I, II e IV, apenas.
Considere uma transmissão por correias, composta de duas polias:
Polia 1 (motora) com diâmetro de 100 mm 
Polia 2 (movida) com diâmetro de 180 mm
A polia 1 (motora) possui velocidade angular de ω= π39 rad/s
Com essas informações calcule a velocidade angula da polia 2 (movida) e assinale a alternativa correta.
R: Aproximadamente 21,7 π rad/s
Determine o torque de um motor de 30 hp que gira a 2000 rpm e assinale a alternativa correta.
R: 106,87 Nm
__________________ possuem dentes paralelos ao eixo de rotação e são utilizadas para transmitir movimento de um eixo a outro eixo, paralelo ao primeiro. Esse é o tipo mais simples de engrenagem e por esse motivo é utilizada para desenvolver as relações cinemáticas primárias na forma de dente. (Shigley, 2016 p. 656).
Qual o tipo de engrenagem que o texto está se referindo?
R: Engrenagens cilíndricas de dentes retos.
(Adaptado de  CEPS-UFPA - 2018) As chavetas são elementos de máquinas que podem ter duas funções: fixação e transmissão de potência. Sobre as chavetas analise as afirmativas a seguir:
I - Chaveta é um elemento mecânico de fixação que se interpõe entre um eixo e uma peça, tendo por finalidade ligar dois elementos mecânicos.
II - As chavetas se classificam em chavetas de cunha, chavetas paralelas e chavetas de disco.
III - As chavetas longitudinais do tipo meia-cana possuem base côncava (mesmo raio do eixo), necessitando de um rasgo no eixo para sua fixação.
IV - As chavetas de cunha classificam-se em longitudinais e transversais.
São verdadeiras as afirmativas:
R: I, II e IV, apenas.
Dimensionar os elementos de máquinas é muito importante para o engenheiro. Considere uma engrenagem com 75 dentes e diametro interno de 150 mm. Para essa engrenagem calcule o módulo e o diâmetro primitivo e assinale a alternativa correta. 
R: Módulo aproximadamente 2,06; diâmetro primitivo 154,5 mm.
Calcule a potência média, em hp, de um eixo cujo torque médio é de 150 lb.ft e velocidade angular média é de 30 rad/s e assinale a alternativa correta.
R: Aproximadamente 8,19 hp
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As molas são elementos elásticos e podem ser classificadas pelo sentido e natureza da força exercida sobre elas. A definição: “Molas enroladas em forma de espiral, em torno de um centro feitas geralmente de fio redondo que oferecem flexibilidade eficaz, garantido que após a compressão voltem ao estado natural, permitindo movimentos repetitivos e que podem ser aplicadas em diversos produtos.”
Essa definição se encaixa melhor para molas do tipo:
R: Helicoidais de compressão 
(Adaptada de  CESGRANRIO, Transpetro - 2018) As molas são elementos de máquinas que se caracterizam por apresentar grandes deformações sem que o material ultrapasse o limite elástico. Suas aplicações mais comuns são o armazenamento de cargas, o amortecimento de choques e o controle de movimentos, cujos materiais normalmente empregados são: Aços Carbono, Aços liga e Plastiprene. Quanto ao tipo de solicitação de esforços, as molas são mais comumente submetidas a:
R: cisalhamento / compressão / tração
As molas helicoidais de compressão, geralmente são feitas de fio redondo enrolados em torno de um centro. São exemplos de molas helicoidais de compressão?
R: Passo constante, cônica, barril, ampulheta e passo variável.
(Adaptado de  CESGRANRIO - 2011 – Petrobrás). “As molas helicoidais de compressão são enroladas de forma espiral, as molas helicoidais de compressão visam oferecer uma flexibilidade eficaz, garantindo que uma vez comprimida ela volte ao seu estado natural, assim em movimentos repetitivos que podem ser aplicados em diversos tipos de produtos.” (fonte:https://www.somol.com.br, acesso em 30 jun. 2022). 
Saber dimensionar uma mola é muito importante para o engenheiro. Sendo assim, considere uma mola helicoidal de compressão que deverá operar em um mecanismo com deflexões que variam entre 50 mm e 150 mm, com uma variação de força correspondente a 160 N. Para essa mola calcule a constante de rigidez, em unidades SI, e assinale a alternativa correta.
R: 1600 N/m
As molas são elementos elásticos e podem ser classificadas pelo sentido e natureza da força exercida sobre elas. Qual das alternativas a seguir apresenta apenas os tipos de molas de acordo com a natureza da força exercida sobre elas?
R: compressão, tração, radial e torque.
__________________ possuem dentes formados emsuperfícies cônicas e são utilizadas, principalmente, para transmitir movimento entre eixos que se interceptam. (Shigley, 2016 p. 657).
Qual o tipo de engrenagem que o texto está se referindo?
R: Engrenagens cônicas
“A maioria das máquinas se utilizam das engrenagens para realizar os seus movimentos. As engrenagens têm o papel de transmitir,essencialmente, a potência que está sendo aplicada em uma engrenagem para a outra. Tal transmissão, por sua vez, tem o intuito de movimentar outra parte da máquina, podendo diminuir ou aumentar a intensidade dessa mesma força.” (FONTE:  CIAAR - Aeronáutica – 2021).
Quando se tem a necessidade de transmitir movimento para eixos não paralelos utilizamos?
R: Engrenagens cônicas.
(Adaptada de  CETRO - 2015 - AMAZUL) Podemos definir engrenagens, como elementos mecânicos formados de rodas dentadas que se ligam a eixos, os quais produzem rotação e torque, transmitindo potência. Dos tipos de engrenagens existentes, com relação à engrenagem cônica é correto afirmar que?
R: É usada para transmissão entre eixos ortogonais ou concorrentes com distintos ângulos entre eles. Esse tipo de engrenagem exige precisão de montagem.
Calcule o módulo de uma engrenagem cônica, sabendo que: De = 30 mm (medido), Z = 15 (engrenagem a ser construída), Za = 60 (engrenagem que será acoplada) e assinale a alternativa correta. 
R: Aproximadamente 1,78
(Adaptada de  CESGRANRIO - 2012 – Petrobras) Molas são elementos elásticos usados para armazenar energia mecânica. A figura a seguir, mostra três molas distintas cujas operações dependem do tipo de solicitação envolvida. 
As molas I, II e III operam quando sobre elas atuam, respectivamente, esforços de:
R: compressão, tração e torção
Em geral as molas helicoidais de tração, possuem “ganchos” nas suas extremidades e as espiras são encostadas. Os ganchos permitem que essas molas sejam tracionadas para atender a uma determinada carga. Qual das alternativas a seguir possui exemplos de aplicação de molas helicoidais de tração?
R: Cama elástica, aparelhos de ginástica e balanças.