Elementos de máquinas (Apostila 3)

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ELEMENTOS DEELEMENTOS DE
MÁQUINASMÁQUINAS
ELEMENTOS DE FIXAÇÃOELEMENTOS DE FIXAÇÃO
Au to r ( a ) : M a . An a R i t a V i l l e l a C o s t a
R ev i s o r : Fe l i p e D e l a p r i a D i a s d o s S a n to s
Tempo de leitura do conteúdo estimado em 1 hora e 20 minutos.
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Introdução
Caro(a) estudante!
É com prazer que apresentamos a você este material, no qual estudaremos alguns
elementos de máquinas! Vamos lá?
Suponha que você está querendo montar uma caixa de papelão. Você irá fazer as
dobraduras e, para fechar a caixa, vai precisar de algo para uní-las, pode ser cola,
grampos, �ta adesiva ou qualquer outra forma de união. Se a caixa que for fabricar
for de madeira, você não vai conseguir fechá-la com cola, não é mesmo? Então,
estudante, você pode pensar em usar pregos ou tachas. Já as peças feitas de metal
precisam de outros tipos de união.
Na mecânica, é muito comum que seja necessária a união de chapas, barras ou
per�s e, para isso, utilizamos os chamados elementos de �xação . Neste material,
vamos conhecer os tipos de elementos de �xação , detalhar alguns deles e até
aprender a calcular e selecionar outros.
Bons estudos!
Introdução aos
Elementos de
Fixação
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Prezado(a) estudante, os elementos de �xação podem ser classi�cados em
permanentes e móveis. Os permanentes são caracterizados pela destruição da
união após sua retirada, e os mais comuns são: solda e rebite .
Já os elementos móveis podem ser retirados a qualquer momento sem a destruição
da peça ou da união, e os mais comuns são: parafusos , porcas , arruelas , pinos ,
chavetas , estrias , cavilhas , entre outros. Na sequência, vamos ver com mais
detalhes os tipos de elementos de �xação.
Pode me acompanhar nessa jornada?
Tipos de Fixação
Vamos supor, estudante, que você precisa montar o portão da garagem da sua casa.
Você sabe que não vai mais precisar desmontar o portão, nesse caso, pode escolher
um elemento de �xação permanente, pois, provavelmente, o portão nunca mais será
desmontado, a não ser quando for substituído. Assim, você pode escolher se vai
soldar ou rebitar o seu portão.
Agora, suponha que você esteja montando o berço do seu irmão mais novo ou do
seu �lho, que acabou de nascer. Quando ele estiver com uns dois anos, vai passar a
dormir em uma cama. Imagine se você utilizasse um elemento de �xação
permanente na montagem do berço? Quando precisar desmontá-lo, terá que destruí-
lo! Não faz sentido, não é mesmo? Nesse caso, são utilizados parafusos , porcas e
pinos para a montagem. Isso também acontece com muitas construções
mecânicas, você não quer destruí-las toda vez que for desmontá-las.
Muitos tipos de elementos de �xação móveis são utilizados de acordo com o tipo de
união desejada. O pino e a cavilha servem para unir peças articuladas, já o
contrapino ou cupilha são utilizados para �xar um pino. O parafuso é composto de
cabeça e parte roscada e têm diversas aplicações. As porcas e as arruelas
trabalham em conjunto com os parafusos. A chaveta pode acumular a função de
união e transmissão (PROFISSIONALIZANTE..., 2000).
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Estudante, os elementos de �xação permanentes são as soldas e os rebites .
Comparando a obtenção de peças através de fundição ou solda, tem-se que as
soldas em máquinas reduzem, praticamente pela metade, o peso de peças fundidas.
Fonte:  industriesman / 123RF.
Fixação por solda : a soldagem é
um tipo de �xação permanente.
Os processos de soldagem
podem ocorrer por fusão , quando
tanto o metal de adição quanto o
metal de base se fundem; por
pressão , quando não ocorre
fusão, e a união ocorre por uma
grande pressão, capaz de produzir
uma tensão no metal de base; ou
por brasagem , em que apenas o
metal de adição se funde e o
metal de base não sofre fusão.
Fonte: foodandmore / 123RF.
Fixação por parafusos : os
parafusos podem ser dos tipos
passantes e não passantes , e
podem ter cabeça redonda,
sextavada etc. Podem ter rosca
em todo o corpo ou em parte do
corpo, e outras características,
mas o que eles têm em comum é
a possibilidade de serem
removidos sem destruição deles e
da peça, por isso, são chamados
de elementos de �xação móveis .
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O uso da solda , em muitos casos, dispensa a utilização de modelos , o que faz com
que as peças tenham custo e prazo de entrega reduzidos. Recomenda-se o uso de
soldas na fabricação de caixa de redutores, de estruturas de máquinas e na
construção de alavancas e polias (NIEMANN, 1971).
Fixação Permanente
A �xação permanente pode ser dividida em solda e rebite . Na sequência,  vamos
focar a aplicação dos rebites , pois a soldagem, por ser um processo muito
complexo, muitas vezes é tratado de forma especial e detalhada, em um conteúdo
exclusivo.
O rebite é um elemento de �xação composto de um corpo metálico e por uma
cabeça que pode ter formatos variados . Segundo Niemann (1971), algumas das
aplicações dos rebites são:
1. estruturas de aço de elevada resistência (edifícios, pontes e guindastes);
2. junções de caldeiraria que exijam estanqueidade (caldeiras, reservatórios e
tubos sujeitos a altas pressões);
SAIBA MAIS
O vídeo mostra alguns tipos de rebites, especialmente
o rebite pop, composto por um corpo e uma cabeça de
alumínio. Para aplicar o rebite, é utilizado o alicate
pop, que possui alguns tamanhos de cabeça para se
ajustar ao rebite utilizado. O vídeo mostra todo o
processo prático de rebitagem manual de um rebite
travando uma dobradiça em uma placa.
A S S I S T I R
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3. aplicações diversas que exijam estanqueidade (recipientes de pequenas
alturas, tubos de descarga e tubulação sem pressão);
4. junções de chapas de revestimento de alta responsabilidade (construção de
aviões e carrocerias de ônibus).
Fixação Móvel
Caro(a) estudante, se você entrar na cozinha de sua casa e observar por baixo do
liquidi�cador, da batedeira, da sanduicheira ou do forno elétrico, o que certamente
vai encontrar? Algum ou alguns tipos de parafusos de �xação . Sim, não é preciso ir
muito longe para encontrar esses elementos de �xação tão populares . Da próxima
vez que abrir o capô do seu carro, dê uma rápida olhada lá dentro, com certeza, irá
encontrar muitos parafusos.
O parafuso é o elemento de �xação mais popular e pode ser encontrado em
algumas das situações a seguir, conforme Niemann (1971):
1. como �xação para junções desmontáveis;
2. como tensores , para aplicar tensões;
3. como obturadores , para fechar orifícios;
4. como ajustadores , para eliminar folgas ou compensar desgastes;
5. como parafusos micrométricos , para deslocamentos bem pequenos
(micrômetro);
�. como parafusos de prensas e morsas , para prender peças;
7. como parafusos de movimento retilíneo ou rotativo ;
�. como parafusos para pequenos deslocamentos por meio de roscas grossas.
A Figura 3.1 mostra alguns tipos de parafusos.
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Figura 3.1 - Tipos de parafusos
Fonte: Mott (2015, p. 730).
#PraCegoVer : a �gura mostra oito tipos diferentes de parafusos, sendo, da esquerda
para a direita: “a) parafuso francês”, que éum parafuso com a cabeça redonda abaulada;
“b) parafuso correia elevadora”, que é um parafuso com a cabeça abaulada com diâmetro
bem maior que o do parafuso; “c) parafuso escareado”, que é um parafuso com cabeça
escareada; “d) parafuso arado”, que possui cabeça escareada e reforçada em cima; “e)
parafuso esteira”, com cabeça redonda; “f) parafuso prisioneiro”, sem cabeça, com rosca
em todo seu corpo; “g) parafuso fogão de cabeça abaulada”, de cabeça abaulada com
fenda; e “h) parafuso fogão de cabeça chata”, que é um parafuso de cabeça abaulada
com fenda.
Além dos parafusos, caro(a) estudante, outros elementos são utilizados para a
�xação, como as cupilhas , as porcas , as arruelas e as chavetas .
Vimos, então, de maneira geral, alguns tipos de elementos de �xação permanente
(solda ou rebite) e de �xação móveis (parafusos, porcas, arruelas, chavetas, cupilha,
dentre outros). Em seguida, veremos, com mais detalhes, o rebite, que faz parte dos
elementos de �xação permanente.
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Imagine, estudante, que o cabo da panela da sua casa quebrou e você vai precisar
consertá-lo. Para que o cabo �que bem �xo no local e não volte a soltar, você pode
utilizar soldagem ou rebitagem . A solda é uma boa solução, mas, devido ao
aquecimento da área, pode gerar alterações nas superfícies da panela. Na
sequência, vamos falar sobre os tipos de rebite , os cálculos necessários para a
aplicação e, �nalmente, o processo de rebitagem .
Tipos e aplicações de rebites
Os rebites são elementos de máquinas de �xação permanente , feitos de aço , cobre
, latão ou alumínio . Eles são aplicáveis em diversas situações. Você consegue
pensar em alguma? As proteções das asas dos aviões utilizam rebites, as
carrocerias dos ônibus são feitas com rebites, e há muitas outras aplicações!
Os rebites são compostos de uma cabeça e um corpo cilíndrico . As dimensões são
determinadas por normas e os modelos variam de acordo com o tipo da cabeça,
conforme mostra o Quadro 3.1, a seguir. Observa-se que o tipo da cabeça tem
in�uência na aplicação do rebite.
Fixação por Rebites
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Quadro 3.1 - Tipos de Rebites
Fonte: Pro�ssionalizante... (2000, p. 18).
#PraCegoVer : o quadro apresenta alguns tipos de rebites, de acordo com o formato da
cabeça e a utilização. Na primeira coluna, estão os desenhos dos rebites; na segunda, os
formatos das cabeças; e na terceira, a aplicação. Os dois primeiros rebites, que são os de
“cabeça redonda larga” e “cabeça redonda estreita” são “largamente utilizados devido à
resistência que oferecem”. Os de “cabeça escareada chata larga” e “cabeça escareada
chata estreita” são “empregados em uniões que não admitem saliência”. Os de “cabeça
escareada com calota” e “cabeça tipo panela” são “empregados em uniões que admitem
saliência”; e os de “cabeça cilíndrica” são “usados nas uniões de chapas com espessura
máxima de 7 mm”.
Além desses rebites apresentados no quadro, existem outros com nomes especiais,
como rebite de tubo, rebite explosivo e um dos mais populares, o rebite de repuxo,
conhecido como rebite pop . No próximo subtópico, vamos ver o dimensionamento
dos rebites, para que possam ser selecionados e aplicados de maneira correta.
Dimensionamento de rebites
O dimensionamento de rebites , caro(a) estudante, deve levar em consideração o
material de fabricação desses. Para a fabricação de estruturas de aço, caldeiraria e
reservatórios, utiliza-se um aço mais tenaz (NIEMANN, 1971). Outros fatores que
devem ser considerados são as dimensões do rebite e o local de aplicação. As
dimensões dos rebites são normalizadas . A Figura 3.2 apresenta dois exemplos de
rebites, de cabeça redonda e de cabeça escareada, com as dimensões: D (diâmetro
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da cabeça), d (diâmetro do corpo), k (espessura da cabeça) e L (comprimento útil do
rebite). Os rebites de cabeça redonda, por exemplo, são padronizados: o diâmetro do
corpo (d) vai de 1,6 a 6 mm, e o comprimento útil (L) vai de 30 a 40 mm.
Figura 3.2 - Dimensões de rebites de cabeça redonda e cabeça escareada
Fonte: Pro�ssionalizante... (2000, p. 19).
#PraCegoVer : no lado esquerdo da �gura, está representado um rebite de cabeça
redonda e suas dimensões, onde L é o comprimento do rebite, D é o diâmetro da cabeça,
d é o diâmetro do corpo do rebite e K é a largura da cabeça. Na parte superior do
desenho, estão as informações: “ d = 1,6 até 6 mm, L = 3 até 40 mm, D = 1,6 d e K = 0,7 d”.
À direita, está representado um rebite de cabeça escareada e suas dimensões, onde L é o
comprimento do rebite, D é o diâmetro da cabeça, d é o diâmetro do corpo do rebite, K é a
largura da cabeça e 120º é o ângulo do escareado em relação à linha vertical da cabeça.
Na parte superior do desenho, estão as informações: “ d = 3 até 5 mm, L = 3 até 40 mm, D
= 2,4 d até 1,8 d e K = ~0,3 d”.
Estudante, para selecionar o melhor rebite para aplicação, é preciso, além de
selecionar o material adequado, calcular o diâmetro do rebite (d), o diâmetro do furo
onde o rebite será aplicado (dF) e o comprimento útil do rebite (TELECURSO, 2000).
Vamos, agora, conhecer quais são os cálculos necessários para escolher o rebite
mais apropriado para sua aplicação?
a. 1º Passo
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b. Imagem 1: INSERIR
c. Cálculo do diâmetro do rebite (d)
O diâmetro do rebite deve ser calculado levando em consideração as espessuras
das chapas a serem unidas. Para o cálculo do diâmetro do rebite, considera-se a
chapa de menor diâmetro, pois, assim, o cálculo é mais conservador. O cálculo é
dado por:
d = 1, 5. < s
(Eq. 3.1)
Onde:
d = diâmetro do rebite;
< s = menor espessura;
1, 5 = constante ou valor predeterminado;
d. “Ver Mais” 1:
Fonte:  totallyout / 123RF.
Exemplo - Para rebitar duas chapas de aço, uma com espessura de 7 mm e outra com espessura de 5
mm, qual o diâmetro do rebite?
Fonte: Adaptado de Telecurso (2000, p. 31).
Solução: como utilizamos a menor espessura, então, d = 1, 5.(5mm) ⇒ d=7,5mm
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a. 2º Passo
b. Imagem 2: INSERIR
c. Cálculo do diâmetro do furo
O diâmetro do furo é dado pelo produto do diâmetro do rebite por uma constante,
sendo:
dF = d. (1, 06)
(Eq. 3.2)
onde:
dF = diâmetro do furo;
d = diâmetro do rebite;
1, 06 = constante ou valor predeterminado.
d. “Ver Mais” 2:
Exemplo - Qual o diâmetro do furo para um rebite com diâmetro 7,5 mm?
Fonte: Adaptado de Telecurso (2000, p. 32).
Solução: usando a Equação 3.2, onde d = 7,5 mm, temos: dF = (7,5).(1,06) = 7,95 mm
a. 3º Passo
b. Imagem 3: INSERIR
c. Cálculo do comprimento útil do rebite (L)
O cálculo do comprimento útil do rebite é dado por:
L = y. d + S
(Eq. 3.3)
Onde:
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L = comprimento útil do rebite;
y = constante determinada pelo tipo da cabeça do rebite;
S = soma das espessuras das chapas.
O valor de y, para cabeça redonda e cilíndrica, é igual a:  y = 1,5.
O valor de y, para cabeça escareada, é igual a: y = 1,0.
d. “Ver Mais” 3:
Exemplo - Calcular o comprimento útil de um rebite de cabeça redonda com
diâmetro de 6,5 mm para rebitar duas chapas, com 5 mm de espessura e 7 mm de
espessura.
Fonte: Adaptado de Pro�ssionalizante... (2000).
Solução: como a cabeça é redonda, temos que y = 1,5. A soma das espessuras é S =
5 + 7 = 12, então temos:L = y.d +S, onde: L = 1, 5(6, 5) + 12 ⇒ L = 21, 75 mm.
SAIBA MAIS
Estudante, nos primeiros sete minutos do vídeo, o
locutor explica os tipos de alumínio e os códigos dos
materiais. A partir do minuto 7, ele fala sobre o rebite
pop, que não é muito utilizado na aviação, e sobre o
rebite de cabeça boleada. A partir do minuto 17, o
vídeo mostra a aplicação dos rebites, tanto do pop
quanto do de cabeça boleada.
A S S I S T I R
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Caro(a) estudante, na sequência, falaremos sobre os vários processos de rebitagem
, bem como sobre os defeitos encontrados neles. Pode me acompanhar nessa
jornada? Vamos lá!
Processo de rebitagem
No processo de rebitagem, o rebite é inserido num furo, unindo duas chapas, sendo
que a cabeça do rebite �ca em uma das extremidades das chapas e a ponta do
rebite na outra extremidade, formando uma outra cabeça unindo as duas chapas. A
Figura 3.3 apresenta essa sequência de atividades.
Figura 3.3 - Etapas da rebitagem
Fonte: Pro�ssionalizante... (2000, p. 23).
#PraCegoVer : a �gura mostra a representação do processo de rebitagem em três etapas,
apresentada em três �guras. Da esquerda para a direita, a primeira �gura mostra duas
chapas unidas com um furo no centro e, abaixo, um rebite com a cabeça para baixo; na
segunda �gura, o rebite é encaixado no furo entre as chapas; e na terceira �gura, o rebite
está entre as chapas e a cabeça superior já está formada.
Estudante, observe que a etapa de formação da cabeça pode acontecer de forma
manual ou mecânica . No processo manual padrão, utiliza-se duas ferramentas: um
contraestampo , que �ca sob a chapa, e um repuxador, onde a parte lisa do rebite é
introduzida, então, com a ajuda de um martelo, a cabeça é estampada até que o
rebite preencha todo o furo. Para dar um formato “boleado” na cabeça, utiliza-se um
martelo de bola . O acabamento �nal é com a utilização de uma ferramenta
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chamada estampo, em que a cabeça recebe o formato �nal. A Figura 3.4 representa
essas três etapas do processo.
Já o processo mecânico , estudante, é realizado através de um martelo pneumático
ou de rebitadeiras hidráulicas ou pneumáticas . O martelo pneumático é composto
por um pistão ou êmbolo que empurra a ferramenta na extremidade do martelo. Já a
rebitadeira tem um formato de C e é composta por duas garras, sendo uma �xa e a
outra móvel, em ambas, há estampos nas extremidades.
A rebitagem , estudante, pode, ainda, ocorrer a quente ou a frio . No processo a
quente, o rebite é aquecido em forno para facilitar o processo. Nesse caso, o
material indicado é o aço, e recomenda-se o uso da rebitagem a quente quando o
diâmetro do rebite é superior a 6,35 mm. A rebitagem a frio é mais simples e barata
e é recomendada para rebites com diâmetro inferior a 6,35 mm e para materiais
mais moles, como o alumínio. Mesmo com todos os cuidados na hora da rebitagem,
Figura 3.4 - Processo de estampagem manual
Fonte: Pro�ssionalizante... (2000, p. 23-24).
#PraCegoVer : a �gura apresenta três etapas do processo de estampagem manual,
sendo: “a) Primeira etapa”, onde um contraestampo é �xado na parte inferior das chapas
e um repuxador na parte superior das chapas, e o rebite é �xado no local; “b) Segunda
etapa”, um martelo redondo é utilizado para da forma redonda à cabeça do rebite e “c)
Terceira etapa”, onde um estampo é preso à cabeça do rebite para dar o acabamento
�nal.
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alguns problemas podem acontecer, como mostra o Quadro 3.2. Se esses defeitos
forem detectados durante o processo, será necessária a retirada do rebite e, após os
ajustes, uma nova operação. Os rebites podem ser retirados por esmerilhadeira, com
talhadeira, com punção ou, até mesmo, com o uso de uma simples lima.
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Defeitos de Rebitagem
Causa Descrição Efeito
Mau preparo das
chapas
Furos fora de eixo,
causando degraus
Diminui a resistência do
corpo
Chapas mal encostadas
Engrossamento da seção
do corpo do rebite,
reduzindo sua resistência
Diâmetro do furo >
diâmetro do rebite
O rebite assume um eixo
inclinado, reduzindo a
pressão de aperto
Má execução das
operações e das
fases de rebitagem
Aquecimento excessivo
do rebite
Com a contração do
material, o rebite pode
folgar, e pode ocorrer
deslizamento das chapas
Rebitagem
descentralizada
As cabeças �cam
descentralizadas, o que faz
perder o aperto das
chapas
Comprimento do corpo
do rebite é pequeno em
relação à espessura das
chapas
A segunda cabeça não
possui material su�ciente
e �ca incompleta
Quadro 3.2 - Possíveis defeitos de rebitagem
Fonte: Adaptado de Pro�ssionalizante... (2000).
#PraCegoVer : o quadro apresenta as causas de defeitos de rebitagem, com
suas descrições e efeitos. Para a causa “Mau preparo das chapas”, há três
descrições e respectivos três efeitos, sendo: para a descrição “Furos fora de
eixo causando degraus”, o efeito é “Diminui a resistência do corpo”; para a
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descrição “Chapas mal encostadas”, o efeito é “Engrossamento da seção do
corpo do rebite, reduzindo sua resistência”; e para a descrição “Diâmetro do furo
> diâmetro do rebite”, o efeito é “Rebite assume um eixo inclinado, reduzindo a
pressão de aperto”. Para a causa “Má execução das operações e fases de
rebitagem”, há três descrições e respectivos três efeitos, sendo: “Aquecimento
excessivo do rebite”, o efeito é “Com a contração do material, o rebite pode
folgar, podendo ocorrer deslizamento das chapas”; para a descrição “Rebitagem
descentralizada”, o efeito é “As cabeças �cam descentralizadas, o que faz
perder o aperto das chapas”; e para a descrição “Comprimento do corpo do
rebite é pequeno em relação à espessura das chapas”, o efeito é “A segunda
cabeça não possui material su�ciente e �ca incompleta”.
Estudante, vimos, até aqui, os tipos de rebites, as aplicações, os cálculos, os
processos de rebitagem e os possíveis defeitos que podem ocorrer durante a
execução da operação. Agora, vamos fazer um exercício para ver se �cou tudo bem
compreendido?
Conhecimento
Teste seus Conhecimentos
(Atividade não pontuada)
Você está trabalhando em um novo projeto e precisa rebitar duas chapas, sendo
uma com espessura de 6 mm e outra com espessura de 3 mm. No almoxarifado,
só há rebites de cabeças escareadas disponíveis. Nessas condições, marque a
alternativa correta, que mostra o diâmetro do rebite, o diâmetro do furo e o
comprimento útil do rebite, respectivamente:
a) 4,8 mm; 4,5 mm; 16,2 mm;
b) 4,5 mm; 6,0 mm; 13,5 mm;
c) 4,5 mm; 4,8 mm; 13,5 mm.
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d) 4,5 mm; 4,8 mm; 13,8 mm.
e) 9,0 mm; 9,5 mm; 16,2 mm.
Prezado(a) estudante! Suponha que você esteja de mudança e precisa desmontar
sua cama para que passe pela porta do quarto. A primeira atitude é veri�car quais
são os elementos de �xação da sua cama. São parafusos, pinos, pregos?
Provavelmente, a sua cama está �xada por parafusos, mas, você ainda tem um
problema: se a cama estiver �rme, signi�ca que os parafusos estão bem apertados e
você não vai conseguir tirá-los apenas com as mãos, precisará de uma ferramenta.
Assim, para saber qual a ferramenta adequada, você também precisa saber como
são as cabeças dos parafusos. Será que são sextavadas, possuem fendas, ou são
do tipo “estrela”? Para cadatipo, há uma ferramenta apropriada.
Vamos investigar, agora, os diversos tipos de parafusos e porcas , além disso,
vamos estudarmos o dimensionamento dos parafusos de �xação . Vamos lá?
Principais tipos de parafusos de �ixação
Estudante, os parafusos são elementos de �xação , compostos por um corpo
roscado e podem ou não ter uma cabeça . Quando o parafuso não possui cabeça, é
chamado de estojo ou prisioneiro . Os parafusos podem ser �xados em um furo já
roscado (parafusos máquinas) ou podem produzir o próprio furo (parafusos para
madeira e parafuso autoatarraxante).
Fixação por
Parafusos
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Em relação ao corpo do parafuso, pode ser dos tipos: cilíndricos , cônicos ou
prisioneiros . Quanto ao formato da cabeça , podem ser: sextavadas , quadradas ,
redondas , abauladas , cilíndricas , escareadas , entre outras. As cabeças também
podem ter diversos tipos de dispositivos de atarraxamento, tais como: sextavado,
fenda, sextavado interno, recartilhado, entre outros.
Os parafusos podem trabalhar em furos passantes , onde há a necessidade de uso
de porcas, ou em furos não passantes , onde o parafuso é rosqueado direto na peça.
Veja que existe uma grande variedade de parafusos para diversos usos. A Figura 3.5
apresenta alguns parafusos para furos passantes com variados tipos de cabeça.
Figura 3.5 - Parafusos máquinas com variados tipos de cabeças
Fonte: Adaptada de Mott (2015).
#PraCegoVer : a �gura apresenta sete tipos de parafusos máquinas (parafusos não
passantes), de acordo com o tipo de cabeça, sendo: “a) cabeça chata”, onde a cabeça
�ca no mesmo nível da superfície em que o parafuso está sendo aplicado; “b) cabeça
lentilha”, onde o parafuso tem uma cabeça arredondada; “c) cabeça panela”, a cabeça do
parafuso é quadrada na parte interna e �ca com um leve boleado para fora; “d) cabeça
panela chata”, onde a cabeça do parafuso é quadrada e �ca rente à superfície; “e) cabeça
redonda”, a cabeça é redonda e �ca para fora da superfície; “f) cabeça cilíndrica”, em que
a cabeça �ca para fora da superfície e contém um soquete sextavado rebaixado na parte
interna; e “g) cabeça sextadada �angeada”, que tem uma cabeça sextadava com um
�ange na parte em contato com a área parafusada.
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Os parafusos também podem ser fabricados com diversos tipos de materiais, sendo
o aço o mais comum. Além do aço , também podem ser produzidos em latão ,
alumínio , níquel , titânio e outras ligas , a depender da aplicação desejada.
Por exemplo, os parafusos de níquel e suas ligas (Monel e Inconel) são resistentes à
corrosão em temperaturas elevadas e robustos, em temperaturas muito baixas
(MOTT, 2015). Em seguida, veremos, com mais detalhes, o dimensionamento dos
parafusos e suas respectivas roscas.
Dimensionamento e seleção de parafusos de �ixação
O dimensionamento dos parafusos leva em consideração a classi�cação destes,
que é normalizada. As normas mais conhecidas são as ASTM , SAE e métrica de
aços, sendo que as duas primeiras estão no Sistema Americano de Unidades (pol-
Psi), e a métrica está no Sistema Internacional de Unidades (mm-MPa).
Caro(a) estudante, vamos conhecer, agora, os tipos de aplicação de parafusos , de
acordo com o tipo da cabeça e o dispositivo de atarraxamento :
REFLITA
“A liga de Níquel-Titânio (NiTi) possui a propriedade de
memória de forma, que é a habilidade de retornar à
sua forma (não deformada) após uma deformação
aparentemente plástica por meio do aquecimento.
Assim, um parafuso com tal propriedade funcionaria
como um absorvedor de cargas variáveis, sofrendo
grandes deformações que são recuperadas, ao
contrário do parafuso convencional que gera uma
união de elevada rigidez”
Fonte: Martins (2014, p. 1).
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#PraCegoVer : o infográ�co interativo apresenta seis abas na cor laranja para clicar,
interagir e ter acesso aos conteúdos. Abaixo das abas, há uma imagem de diversos
parafusos de vários modelos, dourados de um lado e pratas do outro, que são
observados de cima e de frente. Os conteúdos das respectivas abas são: 1ª aba: “O
parafuso de cabeça escareada com fenda é utilizado em montagens que não requerem
muitos esforços e quando a cabeça precisa �car rente à superfície”. 2ª aba: “O parafuso
de cabeça redonda com fenda é utilizado em montagens que não requerem muitos
esforços, mas não há problema se a cabeça �car exposta. Eles são fabricados em aço,
em cobre e em ligas, como latão”. 3ª aba: “O parafuso com sextavado interno, também
conhecido como parafuso Allen, é utilizado em aplicações em que é necessário grande
aperto no parafuso, mas não há muito espaço para acessar a ferramenta”. 4ª aba: “O
parafuso de cabeça sextavada é utilizado em aplicações nas quais há a necessidade de
grande aperto. A ferramenta apropriada para esse parafuso é conhecida como chave de
boca”. 5ª aba: “O parafuso de cabeça cilíndrica boleada com fenda é utilizado em
�xações em que há a necessidade de grande aperto e de bom acabamento na superfície”
Fonte: pilart/123RF.
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e 6ª e última aba: “O parafuso de cabeça escareada boleada com fenda é utilizado em
superfícies com espessuras �nas e quando a cabeça precisa �car escondida, permitindo
um bom acabamento super�cial”.
A classi�cação SAE, caro(a) estudante, numera as classes de 1 a 8,2; a classi�cação
ASTM indica o código ASTM do material; e a classe métrica numera as classes de
4,6 a 12,9. A Tabela 3.1 apresenta a equivalência entre algumas das classes das três
normas, em que, por exemplo (ver destaque em vermelho), um parafuso J429, classe
5 da SAE equivale a um parafuso A325 da classe ASTM e ao da classe 8,8 métrica.
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Classe SAE Classe ASTM Classe métrica
J429 Classe 1 A307 Classe A Classe 4,6
J429 Classe 1 Classe 5,8
J429 Classe 5 A449, A325 Classe 8,8
J429 Classe 1 A354 Classe BD, A490 Classe 10,9
- A574 Classe 12,9
Tabela 3.1 - Equivalência das classes SAE, ASTM e métrica
Fonte: Mott (2015, p.734).
#PraCegoVer : a tabela mostra a equivalência das classi�cações SAE, ASTM e
métrica, sendo: para a classe SAE, J429 Classe 1, a equivalência ASTM é o
A307 Classe A e a equivalência métrica é a classe 4,6. Para a classe SAE J429
Classe 2, não há equivalência ASTM e a equivalência métrica é a classe 5,8.
Para a classe SAE J429 Classe 5, a equivalência ASTM é o A449 e A325 e a
equivalência métrica é a classe 8,8. Essa classe está em destaque com um
retângulo vermelho. Para a classe SAE J429 Classe 8, a equivalência ASTM é o
A354 Classe BD e A490 e a equivalência métrica é a classe 10,9. Na última
linha, não há equivalência SAE para a classe ASTM A574, que tem equivalência
métrica Classe 12,9.
Estudante, as roscas dos parafusos também são normalizadas e podem estar no
sistema americano, sendo roscas grossas (UNC) ou �nas (UFC), ou no sistema
métrico, onde também são classi�cadas em roscas grossas e �nas. A Tabela 3.2
apresenta um fragmento da cada uma das normas, em que a tabela superior é a do
sistema americano, e a inferior, do sistema métrico.
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A. Dimensões de rosca norte-americanas, tamanhos numerados
Roscas grossas: UNC Roscas �nas: UNF
Diâmetro
principal
básico, D (pol)
Tamanho -
roscas por
polegada, n
Área de
tensão de
tração (pol
)
Tamanho-
roscas por
polegadas, n
Área de
tensão de
tração (pol
)
0,0600 ---- ---- 0 - 80 0,00180
0,0730 1 - 64 0,00263 1 - 72 0,00278
0,0860 2 - 56 0,00370 2 - 64 0,00394
Roscas grossas Roscas �nas
Designação básica da rosca
Diâmetro
principal
básico, D (pol)
DP(mm) X
Passo (mm)
Área de
tensão de
tração
(mm )
DP(mm) X
Passo (mm)
Área de
tensão de
tração (mm
)
1 M1 X 0,25 0,460 ---- ----
1,6 M1,6 X 0,35 1,27 M16 X 0,2 1,57
2 M2 x 0,4 2,07 M2 X 0,25 2,45
Tabela 3.2 - Tabelas de roscas no sistema americano e no sistema métrico
Fonte: Adaptada de Mott (2015).
#PraCegoVer : a tabela superior apresenta o diâmetro principal básico (D) em
polegadas e o relaciona com os tamanhos de roscas por polegada, n e área de
tensão de tração (pol2) das roscas grossas (UNC) e das roscas �nas (UNF). Na
tabela inferior, o diâmetro principal básico (D) em milímetros está relacionado
2 2 
2 2 
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ao DP (mm) x Passo (mm) e à área de tensão de tração (mm2) das roscas
grossas e �nas. Seguindo, na primeira linha, temos “A. Dimensões de rosca
norte-americanas, tamanhos numerados”. Na segunda linha, temos “Roscas
grossas: UNC”. Na terceira linha, temos “Diâmetro principal básico, D (pol)” com
valores: “0,0600 , 0,0730 , 0,0860”, “Tamanho - roscas por polegada, n” com
valores: “----, 1 - 64 e 2 - 56”, “Área de tensão de tração (pol2)” com valores “----,
0,00263 , 0,00370”. Na segunda linha, segunda coluna, temos: “Roscas �nas:
UNF”. Na terceira linha, temos os dados: “Tamanho - roscas por polegadas, n”,
com valores: “0 - 80 , 1 - 72 e 2 - 64”; “Área de tensão de tração (pol2)”, com
valores: “0,00180 , 0,00278 e 0,00394”. A tabela apresenta, também, as “Roscas
grossas e Roscas �nas”, com a “Designação básica da rosca”, apresentando:
“Diâmetro principal básico, D (pol): 1 , 1,6 e 2”; “DP(mm) X Passo (mm): M1 X
0,25 , M1,6 X 0,35 e M2 x 0,4”; “Área de tensão de tração (mm2): 0,460 , 1,27 e
2,07”; “DP(mm) X Passo (mm): ---- , M16 X 0,2 e M2 X 0,25”; “Área de tensão de
tração (mm2): ---- , 1,57 e 2,45”.
O cálculo do parafuso e do dimensionamento da rosca, que veremos aqui, estudante,
leva em consideração alguns parâmetros, que são:
área de tensão de tração;
força tensora;
torque de aperto.
1º Passo - Área de tensão de tração
A área de tensão de tração nos parafusos representa a área real cortada por um
plano transversal. No sistema americano, o passo é dado por 1/n, e no sistema
métrico, o passo é fornecido diretamente. As equações para o cálculo da área de
tensão de tração são diferentes para as roscas americanas e para a rosca métrica,
onde:
a) área da tensão de tração para rosca americana (UNC e UNF):
At = (0, 7854). [D − (0, 9743)p]
2
(Eq. 3.4)
Onde:
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D = diâmetro principal [pol];
d = passo da rosca [pol].
b) área da tensão de tração para rosca métrica:
At = (0, 7854). [D − (0, 9382)p]
2
(Eq. 3.4)
Onde:
D = diâmetro principal [mm];
d = passo da rosca [mm].
2º Passo - Força tensora
A força tensora é aquela exercida entre duas peças que estão unidas por um
parafuso passante ou não passante. A tensão admissível devido à força tensora
máxima é de�nida por 75% da resistência de prova máxima (encontrada nas tabelas
de classes), ou seja:
σa = (0, 75). Rp
(Eq. 3.5)
E a carga de prova é dada pelo produto da tensão admissível devido à força tensora
pela área de tensão de tração, ou seja:
Cp = σa. At
(Eq. 3.6)
Onde:
𝜎a = tensão admissível devido à força tensora [PSI ou MPa];
Cp = carga de prova [lb ou N];
At = área de tensão de tração [pol2 ou mm2];
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Rp = tensão de prova [PSI ou MPa].
A carga de prova é encontrada nas tabelas de classes dos parafusos, sendo que, nas
classes americanas, a carga de prova está em PSI (lb /pol2), e na classe métrica, a
carga de prova é apresentada em MPa (Mega Pascal = N/mm2).
3º Passo - Torque de aperto
“A força tensora é gerada no parafuso por meio de um torque de aperto na porca ou
na própria cabeça do parafuso” (MOTT, 2015, p. 737). O torque de aperto tem uma
relação aproximada com a força de tração axial no parafuso e é dado por:
T = KDCp
(Eq. 3.7)
Onde:
Cp = carga de prova [lb ou N];
D = diâmetro normal das roscas [pol ou mm];
K = constante que depende da lubri�cação [0,15, em situação normal, ou 0,20, para
rosca limpa e seca].
Exemplo -  Um conjunto de três parafusos serve para gerar uma força de aperto de
54 kN entre duas componentes de uma máquina. A carga é compartilhada
igualmente entre os três parafusos. Especi�que parafusos adequados, incluindo a
classe do material, se cada um for tensionado a 75% de sua resistência de prova. Em
seguida, calcule o torque de aperto necessário.
Fonte: Adaptado de Mott (2015, p. 738)
Solução :
A carga de prova de cada parafuso deve ser [Cp = 18kN]. Especi�camos um parafuso
passante feito de aço da classe métrica 8,8, conforme Tabela 19.3 (MOTT, 2015, p.
734), com resistência de prova de 600 MPa. Então, a tensão admissível é:
σa = (0, 75). (600MPa) ⇒ 𝜎_a = 450 MPa
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Como a carga de prova é dada pelo produto da tensão admissível, devido à força
tensora, pela área de tensão de tração:
Cp = σa. At
Logo, a área de tração exigida para o parafuso é dada por:
At = Cp /σa ⇒ At = (18.000N) / (450MPa) ⇒ At=40mm2
Na tabela 19.5 (MOTT, 2015, p. 737), veri�camos que a rosca M10 x 1,5 (a indicação
signi�ca: M de métrica, o primeiro número é o diâmetro em mm, depois do x, é o
valor do passo) tem a área de tensão requerida (58 mm2 > 40 mm2). O torque de
aperto exigido será:
T = KDCp ⇒ T = (0, 15)(10x10
− 3m)(18.000N) ⇒ T=27N.m
Agora, que tal você tentar resolver um problema, na atividade a seguir?
Conhecimento
Teste seus Conhecimentos
(Atividade não pontuada)
Estudante, um parafuso máquina com código métrico (M4 x 0,5) e classe métrica
9,8 (tensão de prova  = 650 MPa) está �xado a uma chapa e um operador deseja
saber a força de prova de tração nesse parafuso.
Com base nos dados, assinale a alternativa correta, a qual indica que a força de
prova de tração em kN é igual a:
a) 4,77 kN;
b) 6,36 kN;
c) 9,79 kN;
d) 5,22 kN;
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e) 3,45 kN;
As chavetas são elementos de máquinas que podem ter duas funções. Você sabe
quais são elas, caro(a) estudante? Elas têm a função de �xação e de transmissão de
potência . Imagine que você está projetando uma polia que vai trabalhar acoplada a
um eixo. As chavetas são peças metálicas em formato retangular ou semicircular e
são encaixadas em rasgos, chamados rasgos de chavetas.
Esse elemento (a polia ) será �xado no eixo através de uma chaveta . Mas, há outra
forma também de �xar um elemento em um eixo. Você sabe qual é? Através dos
eixos estriados. Na sequência, vamos ver os tipos de chavetas, de eixos estriados e
o dimensionamento deles. Vamos lá?
Principais tipos de chavetas e eixos estriados
Estudante, as chavetas são elementos de máquinas que têm por �nalidade unir
elementos para transmissão de potência . São muito utilizadas na união de cubo e
engrenagem, de eixo e polia e em diversas aplicações. As chavetas são classi�cadas
em três tipos principais (PROFISSIONALIZANTE..., 2000), que são:
chavetas de cunha;
chavetas paralelas;
Fixação por Chavetas
e Estrias
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chavetasde disco.
As chavetas de cunha têm como característica parecerem com uma cunha, por isso,
levam esse nome, e se dividem em:
chavetas longitudinais;
chavetas transversais.
O Quadro 3.3 apresenta um resumo dos tipos principais das chavetas em cunha
longitudinais, que são aplicadas nas extensões dos eixos para unir roldanas,
volantes, rodas etc. Elas podem ser planas, encaixadas, meia-cana, embutidas e
tangenciais.
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Quadro 3.3 - Tipos de chavetas de cunha longitudinais
Fonte: Adaptado de Pro�ssionalizante... (2000).
#PraCegoVer : o quadro mostra alguns tipos de chavetas longitudinais, os desenhos
representativos e as respectivas descrições, sendo “Encaixada”, onde o desenho mostra
uma chaveta centralizada no rasgo de um eixo e a descrição diz: “São muito usadas. Sua
forma corresponde à do tipo mais simples de chaveta de cunha. Para possibilitar seu
emprego, o rasgo do eixo é sempre mais comprido que a chaveta.”; a seguinte é a “Meia-
cana”, que mostra um desenho em perspectiva da chaveta e uma vista de frente da
chaveta estreita no eixo, a descrição diz: “Sua base é côncava (com o mesmo raio do
eixo). Sua inclinação é de 1:100, com ou sem cabeça. Não é necessário rasgo na árvore,
pois a chaveta transmite o movimento por efeito do atrito”; a próxima é a chaveta “Plana”,
o desenho mostra uma vista lateral do eixo, onde a chaveta é introduzida, e uma vista de
frente mostrando a chaveta encaixada no eixo, a descrição diz: “Sua forma é similar à da
chaveta encaixada, porém, para sua montagem, não se abre rasgo no eixo. É feito um
rebaixo plano”; a seguinte é a chaveta “Embutida”, cujo desenho mostra a chaveta
embutida no rasgo e a descrição diz: “Essas chavetas têm os extremos arredondados. O
rasgo para seu alojamento no eixo possui o mesmo comprimento da chaveta”; a última é
a chaveta “Tangencial”, cujo desenho mostra um par de chavetas colocadas no rasgo e a
descrição diz: “São formadas por um par de cunhas, colocadas em cada rasgo. São
sempre utilizadas duas chavetas, e os rasgos são posicionados a 120º. Transmitem
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fortes cargas e são utilizadas, sobretudo, quando o eixo está submetido a mudança de
carga ou golpes”.
Já as chavetas transversais , estudante, são aplicadas em transmissão de
movimento rotativo e retilíneo alternativo . As chavetas paralelas têm as faces
paralelas e não possuem cabeça , suas extremidades podem ser retas ou
arredondadas e podem, ainda, ter parafusos para ajudar na �xação .
Há, ainda, a chaveta tipo meia-lua , também conhecida como tipo woodruff , que são
empregadas, geralmente, em eixos cônicos (MOTT, 2015).
As estrias podem ser caracterizadas como várias chavetas usinadas diretamente no
eixo . Uma das principais vantagens é que, devido às estrias serem usinadas, não há
movimento relativo das peças durante a transmissão do movimento (MOTT, 2015).
Estudante, a Figura 3.6 apresenta um exemplo de um eixo estriado:
 1 2 3
Chavetas paralelas ou quadradas : são feitas tipicamente de barras padronizadas e
laminadas a frio e possuem tolerância negativa, ou seja, as dimensões são menores
que o nominal.
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Figura 3.6 - Eixo estriado
Fonte: Mott (2015, p. 498).
#PraCegoVer : a imagem mostra uma �gura explodida e em perspectiva de um eixo com
estrias externas e um cubo com estrias internas, que estão na mesma linha de centro
simulando o encaixe das estrias externas do eixo nas estrias internas do cubo.
Na sequência, vamos tratar do dimensionamento de chavetas planas e da
determinação da capacidade de torque para uma estria.
Dimensionamento e seleção de chavetas e estrias
Estudante, antes de começarmos a tratar do dimensionamento , vamos conhecer
um pouco melhor as geometrias das peças que desejamos dimensionar. O cálculo
das chavetas é normalizado, onde cada tipo de chaveta segue uma norma
especí�ca, sendo:
chaveta plana - DIN 6885;
chaveta inclinada - DIN 6886;
chaveta inclinada com cabeça - DIN 6887;
chaveta meia-lua - DIN 6888;
chaveta tangencial - DIN 271.
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A Figura 3.7 apresenta a geometria da chaveta plana, conforme DIN 6885 (DIN,
1956). Nela, estão representadas as principais dimensões da chaveta, utilizadas nos
cálculos de dimensionamento.
Figura 3.7 - Geometria da chaveta plana
Fonte: Adaptada de DIN (1956).
#PraCegoVer : a �gura apresenta a geometria da chaveta e do eixo, onde estão
apresentados os parâmetros: “b = Largura da chaveta”, “d = Diâmetro do eixo”, “h = altura
da chaveta”, “t1 = profundidade do rasgo no eixo” e “t2 = profundidade do rasgo no cubo”.
No dimensionamento das chavetas, o objetivo é calcular o comprimento mínimo da
chaveta, para isso, alguns passos devem ser seguidos (MELCONIAN, 2019), a saber:
1º Passo - De�nição da geometria da chaveta
Como dado de entrada no projeto, é preciso saber o diâmetro do eixo (d) onde a
chaveta será acoplada. Esse é o dado de entrada na Tabela DIN 6885 (DIN, 1956),
onde são encontrados os dados da chaveta (b, h e t1).
A Tabela 3.3 mostra um fragmento da referida tabela.
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Diâmetro do
eixo, d (mm)
Dimensões da
chaveta (mm)
Prof. do
rasgo no
eixo (mm)
Prof. do
rasgo no
cubo (mm)
Arredondam. no
fundo do rasgo, r
(mm)
Acima
de
Até
Largura,
b
Altura,
h
t 
Tol.
adm.
t 
Tol.
adm.
Máximo Mínimo
6 8 2 2 1,2 +0,1 1 +0,1 0,16 0,08
8 10 3 3 1,8 +0,1 1,4 +0,1 0,16 0,08
10 12 4 4 2,5 +0,1 1,8 +0,1 0,16 0,08
12 17 5 5 3 +0,1 2,3 +0,1 0,25 0,16
17 22 6 6 3,5 +0,1 2,8 +0,1 0,25 0,16
22 30 8 7 4 +0,2 3,3 +0,2 0,25 0,16
Tabela 3.3 - Tabela DIN 6885 para chaveta plana
Fonte: Adaptada de DIN (1956).
#PraCegoVer : a tabela apresenta os dados de largura e altura da chaveta, de
profundidade do rasgo no eixo, profundidade do rasgo no cubo e
arredondamento do fundo do rasgo. Todos os valores estão relacionados a um
limite do diâmetro do rasgo, em que, na primeira linha, o diâmetro vai de 6 até 8
mm, na segunda linha, de 8 até 10 mm e assim sucessivamente. A tabela é
apenas um fragmento da tabela completa. Seguindo a primeira linha, da
esquerda para a direita, de cima para baixo, a tabela apresenta as seguintes
informações: “Diâmetro do eixo, d (mm): Acima de 6, 8, 10, 12, 17, 22. Até 8, 10,
12, 17, 22 e 30”; “Dimensões da chaveta (mm): Largura, b: 2, 3, 4, 5, 6 e 8. Altura,
h: 2, 3, 4, 5, 6 e 7”; “Prof. do rasgo no eixo (mm)”, temos: “t1: 1,2 , 1,8 , 2,5 , 3 , 3,5
e 4”; “Tol. adm.: +0,1 , +0,1 , +0,1 , +0,1 , +0,1 e +0,2”; “Prof. do rasgo no cubo
(mm)”, temos: “t2: 1 , 1,4 , 1,8 , 2,3 , 2,8 e 3,3”.;“Tol. adm.: +0,1 , +0,1 , +0,1 , +0,1 ,
+0,1 e +0,2”. Por último, temos: “Arredondam. no fundo do rasgo, r (mm)”, com
1 2
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valores: “máximo 0,16 , 0,16 , 0,16 , 0,25 , 0,25 e 0,25” e “mínimo: 0,08 , 0,08 , 0,08
, 0,16, 0,16 e 0,16”.
2º Passo - Cálculo do torque na árvore (MT)
O torque na árvore é calculado por:
MT =
30.000
π .
P
n
(Eq. 3.8)
Onde:
MT = torque na árvore [N.mm];
P = potência no eixo [W];
n = rotação do eixo [rpm].
3º Passo - Cálculo da força tangencial (FT)
A força tangencial é calculada por:
FT =
MT
r
(Eq. 3.9)
Onde:
FT = força tangencial [N];
r = raio do eixo = d/2 [mm].
4º Passo - Dimensionamento do comprimento da chaveta
O comprimento deve ser veri�cado quanto ao cisalhamentoe quanto à pressão de
contato (esmagamento). O comprimento selecionado deve ser maior que o maior
dos valores encontrados nos dois cálculos.
a) Cisalhamento
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O cálculo do comprimento, conforme o esforço de cisalhamento, é realizado por:
lc =
FT
b. τ
(Eq. 3.10)
Onde:
lc = comprimento da chaveta quanto ao cisalhamento [mm];
FT = força tangencial [N];
b = largura da chaveta [mm];
𝜏 = tensão admissível de cisalhamento (relativo ao material de construção da
chaveta) [N /mm2].
b) Pressão de contato (esmagamento)
O cálculo do comprimento, conforme a pressão de contato (esmagamento), é
realizado por:
le =
FT
(σd(h − t1))
(Eq. 3.11)
Onde:
le = comprimento da chaveta quanto ao esmagamento [mm];
𝜎d = pressão média de contato (relativo ao material de construção da chaveta)
[N/mm2];
h = altura da chaveta [mm];
t1 = profundidade do rasgo no eixo [mm].
No �nal do cálculo, estudante, é feita uma comparação entre os dois comprimentos
encontrados (lc e le) , e o valor a ser considerado será o maior valor. Geralmente,
usa-se no comprimento da chaveta o mesmo valor do comprimento do cubo, porém,
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se, no cálculo, o comprimento mínimo for superior ao comprimento do cubo, deve-se
utilizar mais de uma chaveta para a união (MELCONIAN, 2019).
Agora, estudante, vamos conhecer a geometria das estrias ? As estrias retas são
padronizadas pela SAE (Society of Automotive Engineer) e distribuídas em 4, 6, 10 ou
16 estrias. A Figura 3.8 apresenta o detalhe de uma estrutura com 6 estrias , onde o
diâmetro maior das estrias é representado por D, o diâmetro menor é representado
por d, a largura do rasgo da estria é indicada por W e a altura da estria é dada por h.
SAIBA MAIS
O vídeo mostra, de forma didática, o efeito do
esmagamento e do cisalhamento na chaveta.
Ademais, mostra que, para a chaveta não falhar, a
pressão atuante deve ser menor que a pressão
admissível. Para isso, a força de esmagamento é
tratada de forma bem clara e objetiva.
A S S I S T I R
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Figura 3.8 - Detalhe da estria
Fonte: Mott (2015, p. 498).
#PraCegoVer : a �gura apresenta um detalhe de uma estrutura com seis estrias, onde
estão representados: o diâmetro maior das estrias é representado por D, o diâmetro
menor é representado por d, a largura do rasgo da estria é indicada por W e a altura da
estria é dada por h.
Já os valores de d, W e h estão relacionados ao valor de D, de acordo com a Tabela
3.4:
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Número
de
estrias
W, para
todos
os
ajustes
A: ajuste
permanente
B: para
deslizamento
sem carga
C: para
deslizamento
com carga
h d h d h d
4 0,241 D
0,075
D
0,850
D
0,125
D
0,750
D
6 0,250 D
0,050
D
0,900
D
0,075
D
0,850
D
0,100
D
0,800
D
10 0,156 D
0,045
D
0,910
D
0,070
D
0,860
D
0,095
D
0,800
D
16 0,098 D
0,045
D
0,910
D
0,070
D
0,860
D
0,095
D
0,810
D
Tabela 3.4 - Tabela SAE de dimensões de estrias
Fonte: Mott (2015, p. 499).
#PraCegoVer : a tabela apresenta os valores da largura da estria (W), da altura
das estrias (h) e o diâmetro menor (d), de acordo com o número de estrias, que
pode ser, 4, 6, 10 e 16, e com o tipo de ajuste, que pode ser A (ajuste
permanente), B (para deslizamento sem carga) ou C (para deslizamento com
carga). Todos os valores apresentados estão em função do diâmetro maior da
estria (D). Por exemplo, na segunda linha da tabela, para seis estrias, o valor de
W é igual a 0,250 D. A tabela apresenta as seguintes informações: na primeira
linha, seguindo da direita para a esquerda, de cima para baixo, temos: “Número
de estrias: 4, 6, 10 e 16”. Segunda coluna: “W, para todos os ajustes: 0,241 D,
0,250 D, 0,156 D e 0,098 D”. Terceira coluna: ”A: ajuste permanente: h, 0,075 D,
0,050 D, 0,045 D e 0,045 D”; e temos: “d, 0,850 D, 0,900 D, 0,910 D e 0,910D”. Na
quarta coluna, temos: “B: para deslizamento sem carga”, com valores: “h: 0,125
D, 0,075 D, 0,070 D e 0,070 D”; e “d: 0,750 D, 0,850 D, 0,860 D e 0,860 D”. Na
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quinta e última coluna, temos: “C: para deslizamento com carga”, com valores:
“h, 0,100 D, 0,095 D e 0,095 D” e “d: 0,800 D, 0,800 D e 0,810 D”.
O objetivo do cálculo , estudante, é encontrar o diâmetro exigido (D) e a capacidade
de torque por polegada de comprimento, e esses valores são relacionados ao
número de estrias e ao tipo de carregamento, a saber: A (ajuste permanente), B
(deslizamento sem carga) e C (deslizamento com carga).
A Tabela 3.5 apresenta um fragmento da tabela que relaciona o número de estrias, o
tipo de carregamento, a capacidade de torque e o diâmetro exigido. Veja:
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Número de
estrias
Ajuste
Capacidade de
torque
Diâmetro exigido
4 A 139 D √
T
139
4 B 219 D √
T
219
6 A 143 D √
T
143
6 B 208 D √
T
208
6 C 270 D √
T
270
Tabela 3.5 - Capacidade de torque e diâmetro exigido para estrias retas
Fonte: Adaptada de Mott (2015).
#PraCegoVer : a tabela apresenta a capacidade de torque e o diâmetro exigido,
de acordo com o número de estrias (4, 6) e o tipo de ajuste (A, B ou C), onde a
capacidade de torque está em função do diâmetro maior (D) e o diâmetro
exigido está em função da capacidade de torque (T).
Estudante, até aqui, chegamos e estudamos juntos os dados geométricos das
chavetas planas , bem como os cálculos necessários para o dimensionamento do
comprimento mínimo delas. Vimos, também, a geometria de estrias planas , a
veri�cação da capacidade de torque e o diâmetro exigido para as estrias, de acordo
com o número de estrias e o tipo de carregamento.
2
2
2
2
2
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Material
Complementar
L I V R O
Soldagem: processos e metalurgia
Editora : Blucher
Autores : Emílio Wainer, Sérgio Duarte Brandi e Fábio Décourt
Homem de Mello
ISBN : 9788521216759
Comentário : em nosso curso, a soldagem foi apenas citada e
não aprofundada. O livro em questão aborda os diversos
processos de soldagem por fusão e por pressão, de forma
didática, e é destinado tanto aos pro�ssionais de soldagem
como aos que estão apenas ingressando nesse universo.
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W E B
Como calcular o esforço de torção (torque)
nos parafusos
Ano : 2021
Comentário : o vídeo mostra o passo a passo de um cálculo do
torque de um parafuso de rosca métrica (M5 x 0,8 - 5.6); o
locutor explica todos os passos, mostra um catálogo de
fornecedor e faz a comparação do cálculo com os valores
tabelados. Foi encontrado, no cálculo, um torque de 2,66 N.m e,
na tabela, o valor encontrado foi de 2,648 N.m.
ACESSAR
https://www.youtube.com/watch?v=SjNpYpedxJE
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https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=hAftzbcQ%2fsnMBFRTY1q%2bWQ%3d%3d&l=9weXONrrdASv2Kd6WRz1Jw%3d%3d&cd… 47/51
Conclusão
Prezado(a) estudante!
Como você pôde ver, os elementos de �xação podem ser móveis ou permanentes. Dos
que fazem parte dos elementosmóveis, os parafusos são os mais populares. Dos
elementos de �xação permanentes, vimos alguns detalhes sobre os rebites , os cálculos
referentes a este elemento e o processo de rebitagem.
Quanto aos elementos de �xação que, além da função de união, têm a função de
transmissão de potência, vimos as chavetas, os tipos de chavetas e o cálculo do
comprimento mínimo requerido nos seus projetos. Vimos, também, um outro tipo de
elemento de transmissão de potência e união que é o eixo estriado .
Compartilhamos muito conhecimento, não é mesmo? Logo mais, nos encontraremos
novamente!
Até breve!
Referências
AS LIGAS de Alumínio e Rebites na Funilaria. [
S. l.: s. n. ], 2019. 1 vídeo (21 min 24 s).
Publicado pelo canal Guerra Metalshaping.
Disponível em:
https://www.youtube.com/watch?
v=SXG6YZnZHq4 . Acesso em: 26 maio 2021.
COMO calcular o esforço de torção(torque) nos parafusos. [ S. l.: s. n. ], 2021. 1 vídeo (6
min 16 s). Publicado pelo canal CEGTec - Educação Pro�ssional. Disponível em:
https://www.youtube.com/watch?v=SXG6YZnZHq4
27/12/2022 18:29 E-book
https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=hAftzbcQ%2fsnMBFRTY1q%2bWQ%3d%3d&l=9weXONrrdASv2Kd6WRz1Jw%3d%3d&cd… 48/51
https://www.youtube.com/watch?v=SjNpYpedxJE . Acesso em: 26 maio 2021.
COMO funciona um rebite pop? [ S. l.: s. n. ], 2019. 1 vídeo (8 min 21 s). Publicado pelo
canal Salvador Mendonça. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?
v=692t7PCXcDQ . Acesso em: 26 maio 2021.
CRITÉRIO do esmagamento para chavetas retangulares. [ S. l.: s. n .], 2020. 1 vídeo (7 min
21 s). Publicado pelo canal AFD. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?
v=6tXq_lhvDhc . Acesso em: 26 maio 2021.
DIN – DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG. DIN 6885-3 : dimensões para chavetas
paralelas. Berlim: DIN, 1956. Disponível em:
https://www.din.de/de/mitwirken/normenausschuesse/nam/veroeffentlichungen/wdc-
beuth:din21:503146 . Acesso em: 25 maio 2021.
MARTINS, L. V. et al . Fresamento de roscas de niquel-titânio para fabricação de corpos de
prova de tração. In : CONGRESSO NACIONAL DE ESTUDANTES DE ENGENHARIA
MECÂNICA, 21., 2014, Rio de Janeiro. Anais [...]. Rio de Janeiro: ABCM, 2014. Disponível
em: https://bit.ly/3wHrTAY Acesso em: 29 abr. 2021.
MELCONIAN, S. Elementos de máquinas . 11. ed. rev. São Paulo: Érica, 2019.
MOTT, R. L. Elementos de máquina em projetos mecânicos . 5 ed. São Paulo: Pearson
Universidades, 2015.
NIEMANN, G. Elementos de máquinas . São Paulo: Blucher, 1971. v. 1.
PROFISSIONALIZANTE de Mecânica: elementos de máquinas. Telecurso , Rio de Janeiro,
2000. v. 1.
WAINER, E.; BRANDI, S. D.; MELLO, F. D. H. Soldagem : processos e metalurgia. São Paulo:
Blucher, 1972.
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https://www.youtube.com/watch?v=6tXq_lhvDhc
https://www.din.de/de/mitwirken/normenausschuesse/nam/veroeffentlichungen/wdc-beuth:din21:503146
https://bit.ly/3wHrTAY
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