8c51a79d285c51da25c8

Prévia do material em texto

PROJETOS MECÂNICOS
ANDREW SCHAEDLER E EUGENIO BASTOS MACIEL
U N I D A D E 3
UNIDADE 3 | INTRODUÇÃO
Nesta unidade, iremos introduzir os elementos de máquinas e seus conceitos,
compreender eixos, engrenagens e mancais e analisar a utilização de roscas, parafusos,
molas e rolamentos, bem como definir a utilização de chavetas, acoplamentos e
vedações.
UNIDADE 3 | COMPETÊNCIAS
1. Identificar os elementos de máquinas e definir os seus conceitos.
2. Identificar e entender a funcionalidade dos eixos, das engrenagens e dos mancais
em projetos mecânicos.
3. Aplicar as técnicas de utilização de roscas, parafusos, molas e rolamentos em
projetos mecânicos.
4. Utilizar chavetas, acoplamentos e vedações em projetos mecânicos.
FUNDAMENTOS E CONCEITOS DOS 
ELEMENTOS DE MÁQUINAS MECÂNICAS
Neste capítulo, iniciaremos nossos estudos sobre a área de conhecimento de Projetos
Mecânicos.
O QUE SÃO OS ELEMENTOS DE MÁQUINAS?
Os elementos de máquina funcionam como um todo, operando o carro conforme o
pretendido pelo projeto da máquina. Todas as máquinas são compostas por elementos
ou peças e unidades. Cada elemento é uma parte separada da máquina e é projetado
separadamente ou em conjunto.
Vários elementos de máquina são montados para formar o que chamamos de máquina
completa, que realiza várias aplicações.
Aprender sobre os elementos da máquina é um passo fundamental para a execução de
Projetos Mecânicos e para criar máquinas eficientes. Os elementos de máquinas
reduzem o esforço humano e superam suas capacidades de forma significativa
(BUDYNAS; NISBETT, 2011).
Na Engenharia Mecânica, um elemento de máquina é a menor peça mecânica ou
conjunto de peças em uma máquina. Eles geralmente executam uma única função e não
podem ser substituídos por várias peças. Como exemplo, temos o rolamento.
EXEMPLOS DE ELEMENTOS DE MÁQUINAS
Elementos de máquina de uso geral ou especial são
componentes mecânicos elementares que funcionam
como um todo para fazerem uma máquina funcionar.
Fonte: Pixabay.
Chavetas são pequenos componentes mecânicos que conectam os eixos aos elementos
rotativos e são bastante utilizadas em Projetos Mecânicos. Em algumas situações, elas
podem ser as únicas responsáveis ​​pela transferência de torque entre os dois elementos.
Acoplamentos são componentes mecânicos que conectam dois eixos rotativos em linha,
com o objetivo principal de transmitir potência no Projeto Mecânico, sendo que a
montagem inteira gira na mesma velocidade. Um acoplamento pode ser rígido ou
flexível.
EIXOS, ENGRENAGENS E MANCAIS 
Neste capítulo, vamos aprender sobre alguns dos elementos de máquinas mais
utilizados em projetos mecânicos, como eixos, engrenagens e mancais.
EIXOS
O eixo é um elemento rotativo que normalmente tem
sua seção transversal circular. Esse elemento de
máquina é utilizado para transmitir potência ou
movimento. Ele proporciona a rotação ou oscilação de
elementos, como engrenagens, polias, volantes,
manivelas, rodas dentadas, entre outros, e é o eixo
quem controla a Geometria de seus movimentos.
Fonte: Budynas e Nisbett (2011, p. 376).
Os eixos sofrem tensões e deflexões. A análise da tensão é feita em um ponto específico
de um eixo, assim utiliza-se apenas a Geometria ao redor daquele ponto,
desconsiderando-se a Geometria total do eixo.
A geometria de um eixo deve ser definida no início de um Projeto Mecânico,
possibilitando, assim, saber onde serão alocados os elementos de máquinas, além de
viabilizar os cálculos de dimensionamento do eixo, a analise de forças de corpo livre e
obter os diagramas de cisalhamento e momento.
ENGRENAGENS
Existem diferentes tipos de engrenagens. Elas são
classificadas de acordo com a Geometria e o formato
de seus dentes, podendo ser classificadas como: retas,
helicoidais, cônicas e sem-fim.
Fonte: Pixabay
MANCAIS
Aqui, veremos sobre os mancais de
deslizamento. Esse termo é utilizado
para se referir aos mancais cuja carga
principal é transferida por elementos
de contato e deslizamento.
Fonte: Melconian (2018, p. 321).
Quanto ao funcionamento desses mancais, o eixo possui movimento giratório, apoiado
no casquilho, o qual possui formato circular, separado dele por uma película de
lubrificante (MELCONIAN, 2018).
ROSCAS E PARAFUSOS, MOLAS E 
ROLAMENTOS 
Neste capítulo, aprenderemos sobre mais três elementos de máquinas bastante
utilizados em Projetos Mecânicos.
ROSCAS E PARAFUSOS
O parafuso e a rosca helicoidal foi sem dúvida
uma invenção mecânica extremante
importante. Ela é a base dos parafusos de
potência, que transformam o movimento
angular em movimento linear para transmitir
potência ou desenvolver grandes forças.
(BUDYNAS; NISBETT, 2011, p. 422)
Fonte: Budynas e Nisbett (2011).
O objetivo de utilizar-se um parafuso é travar duas partes juntas, sendo que a carga de
travamento estica ou alonga o parafuso. Essa carga é obtida por meio da torção da
porca até que o parafuso se alongue quase ao seu limite elástico.
MOLAS
Molas são dispositivos que possibilitam a aplicação
controlada da força ou do torque. O armazenamento e
a liberação da energia podem ser um outro objetivo. As
molas são classificadas como molas de fio de arame,
molas planas ou molas com formato especial.
Fonte: Pixabay.
Os materiais a serem utilizados nas molas podem ser analisados para determinar sua
resistência de tração. Essas características variam de acordo com o tamanho do fio a ser
utilizado.
ROLAMENTOS
Rolamentos são um dos elementos de
máquina mais comuns em projetos de
máquinas. Seu trabalho é eliminar o
atrito entre duas partes móveis. O
Projeto Mecânico das máquinas rotativas
fica incompleto sem ele.
Fonte: Budynas e Nisbett (2011).
O objetivo principal dos rolamentos é evitar o contato direto de metal com metal das
duas peças e permitir um movimento relativo suave entre elas. Os rolamentos vêm em
vários formatos e tamanhos.
CHAVETAS, ACOPLAMENTOS E VEDAÇÕES
Neste capítulo, seguiremos aprendendo sobre os elementos mecânicos mais utilizados
no mundo de projetos técnicos. Agora, chegou a vez de estudarmos as chavetas, os
acoplamentos e a vedações.
CHAVETAS
Uma chaveta é um elemento de máquina
usado para conectar um elemento de
máquina rotativo (engrenagens, polias) a um
eixo. Por meio dessa conexão, a chave
impede a rotação entre as duas partes e
permite a transmissão do torque
Fonte: Melconian (2018).
ACOPLAMENTOS
Um acoplamento é um elemento mecânico que
conecta dois eixos para transmitir com precisão a
potência do lado acionado para o outro lado,
enquanto absorve o erro de montagem, o
desalinhamento, as vibrações e, às vezes, até serve
como isolamento térmico ou elétrico.
Fonte: Melconian (2018).
VEDAÇÕES
Para os elementos mecânicos de vedações, temos as gaxetas e os O’rings, que
são os dois elementos de vedação mais utilizados em Projetos Mecânicos.
OBRIGADO!