430519-AULA_ElemMaq_Fixação_chavetaEstriaLingueta

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CEFET-Araxá-MG Engenharia de Minas Mecânica Aplicada 2015 
Unidade 2 - Elementos de máquinas 
Elementos de fixação – chavetas, linguetas e estrias 
- Aplicações:união entre cubo de roda com eixo. 
- Quanto ao movimento relativo: uniões fixas ou móveis; 
- Quanto à separação das partes: preferencialmente provisórias. 
- Tipo de esforços (recebido ou transmitido): 
• esforços predominantemente axiais (exemplo: haste/pistão em 
sistema hidráulico ou pneumático) 
• esforços predominantemente tangenciais (exemplo: acoplamento 
eixo/engrenagem) 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Exemplo: Esforços predominantemente axiais – haste/pistão hidráulico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Pistão ou êmbolo (em corte) 
haste 
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Exemplo: Esforços predominantemente tangencial – eixo/engrenagem. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Chavetas 
- Elementos usados para transmissão de torque e para união entre eixo e cubo; 
- Montagem por entalhe ou rasgo no eixo e no cubo (dimensões tabeladas); 
 
 
 
 
 
 
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Montagem de eixo/cubo (de engrenagem, polia, roda dentada) com chaveta:; 
O cubo faz pressão sobre a sua metade superior de um lado. 
O eixo árvore faz pressão sobre sua metade inferior do outro lado. 
O momento de binário (ou conjugado) resistente atua tendendo a virar a 
chaveta na sua sede. 
 
 
 
 
(O uso de parafuso de travamento evita o giro de chavetas planas no seu 
alojamento) 
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Tipos - Chavetas planas 
- A maioria das chavetas é plana ou quadrada; 
> Chavetas planas tem secção transversal retangular: 
A menor dimensão é disposta na direção radial; podem ser afiladas (em 
cunha) ou retas. 
> As chavetas quadradas (secção quadrada): afiladas ou retas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Chavetas planas de cantos arredondados 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Montagem de acoplamento com chavetas planas de cantos arredondados 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Tipos - Chaveta de pino 
- É um pino cilíndrico ou cônico usado como chaveta; 
- A instalação é longitudinal ou transversal em relação ao eixo; 
- A potência transmitida com chaveta de pino transversal é maior do que no tipo 
longitudinal; 
- O tipo transversal é mais simples de instalar e é usado como pino de 
cisalhamento (pino de segurança) 
 
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Chaveta côncava ou chaveta de sela 
- Depende do atrito para evitar o movimento relativo entre o cubo e eixo; 
- Indicada para montagens que são desmontadas com freqüência (mudança da 
posição do cubo em relação ao eixo); 
- Não é indicada para cargas pesadas; 
 
 
 
 
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Chaveta rebaixada ou chaveta de cavalete 
- Potência pequena e montagem mais simplificada (mais fácil); 
- É montada sobre uma superície plana fresada no eixo-árvore; 
- Deve ser afilada para assegurar o efeito de atrito entre o cubo e a árvore. 
 
 
 
 
 
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Chaveta woodruff ou chaveta meia lua 
- É usada para pequenos esforços; 
- Usada em montagem eixo-cubo cônica (em geral) 
- Não tem tendência de virar no seu alojamento (rasgo mais profundo no eixo) 
(Obs. Efeito evitado com parafuso de travamento em chavetas planas) 
 
 
 
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Lingüetas 
- Permitem o movimento do cubo ao longo do eixo-árvore; 
- Aplicação: movimento de uma engrenagem para engate ou desengate e para 
ligar ou desligar uma embreagem de dentes. 
 
 
 
 
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Dimensões de chavetas planas 
 
 
 
 
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Dimensionamento de chavetas planas 
- Considerações para o dimensionamento: 
Cisalhamento na secção transversal (entre eixo e o cubo); 
Compressão nas faces laterais (em contato com cubo ou eixo). 
- Dimensões da secção transversal – padronizada (normas) 
- Material da chaveta: propriedades inferiores aos materiais do cubo e do eixo. 
- Fator de segurança: torque constante (1,5 a 2,0); torque variável (2,5 a 4,0) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Dimensionamento de chavetas planas 
 
Dimensionamento – determinar o comprimento da chaveta 
(secção normalizada). 
- considerando a tensão admissível ao cisalhamento: 
 
- considerando a tensão admissível à compressão: 
 
O comprimento adotado para a chaveta é o maior valor encontrado. 
 
Obs.: regra para o comprimento de chavetas - 1,25 d < Lef < 2 d 
Lef: comprimento de trabalho da chaveta 
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Dimensionamento de chavetas planas 
 
 
 
 
 
 
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Estrias ou ranhuras 
- Transmissão de torque muito elevado exige cubo e chaveta de grandes 
dimensões; 
Solução => uso de duas ou mais chavetas (enfraquece o eixo); 
=> uso de eixo ranhurado (várias chavetas usinadas no eixo); 
 
 
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Estrias ou ranhuras 
 
Vantagens: 
• transmissão de maior torque; 
• maior resistência à fadiga; 
• melhor alinhamento (balanceamento); 
• melhor estabilidade em altas rotações. 
 
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Dimensionamento de chavetas – exercício: 
Ex.1) A engrenagem indicada na figura transmite um toque de 70 kgf.m ao 
eixo. Dimensione uma chaveta DIN 6885 para essa aplicação. 
Considerações: 
Torque constante (fator de segurança: 2,0); Dimensõesdadas em milímetro; 
Usar aço ABNT 1020L – σe = 34 kgf/mm2; Adotar o critério: τe = 0,6.σe 
Considere t1 = t2 = h/2 
 
 
 
 
Resp.: L = 63 mm; Lef = 51,5 mm 
Lef 
Acisalhamento 
t2 
b
 
Apressão contato 
h
 
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Ex.2) - Um eixo com diâmetro de 75 mm transmite torque para um acoplamento 
através da chaveta quadrada de 20 x 20 x 125mm de comprimento. 
- Utilizando F.S. = 2 e sabendo-se que o material apresenta σe = 34Kgf /mm2, 
determine o torque máximo que pode ser transmitido. 
 
Resp.: M = 80 kgf.m