Introdução ao Estudo de Mecanismos

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1a. Aula 1 
 1ª aula: 
 Apresentação do Curso 
 Introdução ao estudo dos Mecanismos 
 Revisão da Cinemática do Ponto Material 
 Vetores Posição, Velocidade e Aceleração 
nos movimentos retilíneos e curvilíneos. 
 Exercício. 
 
CCE 0258– MECANISMOS 
1a. Aula 2 
• Bibliografia: 
 
 vide Plano de Ensino na Pasta do Professor / : 
 Mabie, H.H. & Reinholtz C.F., Mechanisms and Dynamics of 
Machinery, John Wiley & Sons, Singapura: 1986. 
Beeer, F.P. e Johnston Jr., E.R., Mecânica Vetorial para Engenheiros, 
McGraw-Hill, 1994, São Paulo. 
 Shigley, Uicker e Pennock. Machines and Mechanisms. 4.ed. New 
York: Oxford, 2003. 
 Outros livros serão usados oportunamente: 
 Norton, R.L., Cinemática de Dinâmica dos Mecanismos 
 
• Recomendações: 
 
Os alunos devem possuir material de desenho e calculadora. 
Os alunos devem portar o livro texto nas aulas. 
 
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1a. Aula 3 
• Provas Escritas: (Aprovação => média ≥ 6,0 em 2 avaliações > 4,0) 
 AVF = 08 DEZ 2015 para Estudo Dirigido 
 
 Registro das Presenças nas Aulas: 
 mediante folha auxiliar diária, as faltas devem ser 
registradas no sistema acadêmico até 2 dias após a aula. 
 observar número limite de faltas por período, 5 faltas, 
correspondente a 25% do total de aulas; 
 o professor poderá solicitar abono de faltas, desde que a falta seja 
devidamente justificada. 
 
 
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1a. Aula 4 
UD 1 - Mecanismos Articulados 
 O estudo de Mecanismos objetiva o Projeto Cinemático das 
máquinas, que define os requisitos cinemáticos (DESLOCAMENTOS, 
VELOCIDADES e as ACELERAÇÕES, e, eventualmente, o JERK). 
 Para o conhecimento do Projeto Cinemático de uma peça de 
uma máquina é necessário conhecer os requisitos cinemáticos de dois de 
seus pontos. 
 A Cinemática dos Pontos Materiais e dos Corpos Rígidos 
fornecem os subsídios para a determinação dos requisitos 
cinemáticos. 
O primeiro passo é conhecer o funcionamento do mecanismo. 
O segundo é visualizar as trajetórias dos pontos de interesse. 
 
 
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1a. Aula 5 
Mecanismo: é a parte do projeto de máquinas que está 
relacionado com o projeto cinemático de 
articulações, cames, engrenagens e trem de 
engrenagens; 
Projeto cinemático: é o projeto baseado nos requisitos 
de movimento, isto é, deslocamentos, velocidades 
e/ou acelerações, em oposição à parte do projeto 
baseado em requisitos estruturais, isto é, na 
resistência dos materiais. 
 
CCE 0258– MECANISMOS 
1a. Aula 6 
UD 1 - Mecanismos Articulados 
Tipos de Mecanismos: 
• Biela – Manivela >>>> Sistemas Articulados 
 
 
A peça 1 é sempre a parte estacionária do mecanismo, isto é, o bloco do 
motor, suporte da máquina, base do equipamento, etc. 
A peça 2 é a manivela, a peça 3 é a biela e a peça 4 é o pistão ou bloco 
deslizante. 
Uma aplicação comum deste mecanismo ocorre nos motores de 
combustão interna. 
 
 
 
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1a. Aula 7 
UD 1 - Mecanismos Articulados 
• Came bidimensional 
A figura mostra um came bidimensional, 
que transforma o movimento de rotação 
do excêntrico, geral tem velocidade 
angular constante, em movimento de 
translação vertical da haste ou seguidor. 
Válvulas de admissão e descarga, em 
cada cilindro do motor, são acionadas pela 
árvore de cames. 
 
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1a. Aula 8 
UD 1 - Mecanismos Articulados 
• Engrenagens 
São usadas para transmitir movimento de um eixo para outro, 
com razão constante entre velocidades angulares. 
Podem ser: 
de dentes retos; 
cônicas; 
helicoidais de eixos 
paralelos; 
tipo “espinha de peixe”; 
coroa e parafuso sem fim; 
Helicoidais com eixos cruzados. 
 
 
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1a. Aula 9 
UD 1 - Mecanismos Articulados 
•Trem de Engrenagens 
Quando a redução de 
velocidade angular é 
muito grande, utilizam-se 
diversas engrenagens 
conectadas, denominado 
de trem de engrenagens. 
 
 
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1a. Aula 10 
UD 1 - Mecanismos Articulados 
Mecanismo: é a combinação de corpos 
rígidos e resistentes, conectados entre si, que 
se movem mutuamente com um movimento 
relativo definido; 
Máquina: é um mecanismo, ou conjunto de 
mecanismos, que transmitem força de uma 
fonte de potência para ultrapassar uma 
resistência. 
 
 
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1a. Aula 11 
Tipos de Movimento em Mecanismos: 
• Movimento Plano 
 
 
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1a. Aula 12 
• Rotação 
Quando cada ponto do corpo rígido permanece a uma distância 
constante de um eixo fixo e perpendicular ao plano de movimento. 
 
Se o corpo gira para trás e para diante, o movimento é dito ser oscilante. 
 
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1a. Aula 13 
• Rotação e Translação 
É o denominado movimento geral, combinação de translação e rotação, 
é o caso da peça 3 da figura abaixo. 
 
 
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1a. Aula 14 
Tipos de Movimento em Mecanismos: 
 
• Movimento Helicoidal - Quando o corpo tem movimento de rotação em 
torno de um eixo fixo e translação paralela a este eixo. É o movimento de 
uma “porca” em torno de um parafuso. 
• Movimento Esférico - Quando o corpo move-se de modo que cada 
ponto tem movimento em torno de um ponto fixo e permanece a uma 
distância constante. Assim é o movimento de uma engrenagem em torno 
de um eixo. 
• Movimento Espacial - É o movimento que um corpo realiza com rotação 
em torno de 3 (três) eixos não paralelos, e translação em 3 (três) direções 
independentes. Exemplo desse movimento existe na Robótica. 
 
• Em resumo: Translação – Rotação - Geral 
 
 
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1a. Aula 15 
Cinemática do Ponto Material: 
 
CCE 0258– MECANISMOS 
dt
rd
t
r
v
t







lim
0
dt
ds
vv 

Trajetória Retilínea 
sr 

 O vetor velocidade é tangente à trajetória. 
1a. Aula 16 
•Cinemática do Ponto Material: Trajetória x hodógrafo ; 
 
 
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dt
vd
a



Não se conhece, em geral, a direção da aceleração. 
1a. Aula 17 
•Cinemática do Ponto Material: em coordenadas cilíndricas. 
 
 
CCE 0258– MECANISMOS 
r
r
r
r
ejseni
d
ed
ejisen
d
ed
jisenejsenie
err














cos;cos
cos11;1cos1
r
rr
r
r
erera
e
dt
d
d
d
rer
dt
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dt
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dr
dt
rd
v












2
)(
)(.0

















1a. Aula 18 
•Cinemática do Ponto Material: em coordenadas cilíndricas. 
 
 
CCE 0258– MECANISMOS 
 erv
err r




r
NTNT
r
eraeraaaa
erera
e
dt
d
d
d
rer
dt
ed
re
dt
d
r
dt
vd
a







2
2
;;
)(













Observe que a direção, o sentido e 
o módulo da componente normal da 
aceleração são determinados. 
Componentes Normal e 
Tangencial da aceleração: 
Vetores Posição e 
Velocidade: 
1a. Aula 19 
Exercício: Cinemática do Ponto Material 
 
CCE 0258– MECANISMOS 
 O braço 02 A do mecanismo acima tem rotação constante de 
900 rpm, no sentido horário. Determinar a velocidade e a aceleração 
do pino A. O braço tem 100 mm de comprimento e no instante 
considerado tem uma inclinação de 30ºcom a horizontal. 
 Refaça do cálculos com a introdução de aceleração angular 
de 1 rad/s neste mesmo braço. 
𝜔 =
2𝜋𝑛
60
; n em rpm. 
 
𝜔 𝑒𝑚 𝑟𝑎𝑑/𝑠 
 
1a. Aula 20 
MEC 233 – Mecanismos 
Exercícios: 
Cinemática do Ponto Material 
O braço 02 A do mecanismo acima tem rotação constante de 900 rpm, 
no sentido horário. Determinar a velocidade e a aceleração do pino A. 
O braço tem 100 mm de comprimento e no instante considerado tem 
uma inclinação de 30º com a horizontal. 
Refaça do cálculos com a introdução de aceleração angular de 1 rad/s 
neste mesmo braço.