AVI - Sistemas Mecânicos - EAD

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AVI - Sistemas Mecânicos - EAD
Questão 1
Nos sistemas mecânicos, as engrenagens são os principais elementos para transmissão, sendo amplamente utilizados em projetos de máquinas, principalmente pela sua versatilidade, baixo custo de aquisição e vantagens como transmissão constantes, elevado rendimento, boa relação de potência-peso e variedade de aplicações.
Com base no texto acima, responda objetivamente aos itens apresentados abaixo, demonstrando seus conhecimentos sobre engrenagens mecânicas:
a) Quais são os principais métodos empregados na usinagem e na fundição de engrenagens, além dos processos sem remoção de material, e como esses métodos se relacionam com a aplicação e o nível de precisão exigido da peça?
b) Como a norma DIN classifica os níveis de qualidade das engrenagens e quais são as aplicações típicas associadas a cada faixa de precisão?
c) Quais são as características principais das Engrenagens Cilíndricas de Dentes Retos (ECDR) em termos de acoplamento, dimensionamento e comportamento mecânico segundo as normas DIN 862 e 867?
d) Descreva quais são os esforços que geram uma Força de Flexão nos Pés dos Dentes da ECDR.
RESPOSTAS
a) Os principais métodos de fabricação de engrenagens incluem usinagem por fresamento (método formativo), brochamento e retificação, além da fundição em moldes permanentes ou areia. Para aplicações de alta precisão, utiliza-se retificação após a têmpera. Já processos sem remoção de material, como conformação a frio e sinterização, são comuns em produção em massa, com menor exigência dimensional. A escolha do método depende da aplicação, tolerância geométrica e custo-benefício. 
b) A norma DIN 3962 classifica a qualidade das engrenagens em níveis de 1 (alta precisão) a 12 (baixa precisão). Engrenagens de grau 1 a 5 são usadas em sistemas de alta performance, como redutores de precisão e máquinas CNC. Níveis intermediários (6 a 8) são comuns em transmissões industriais. Já os graus 9 a 12 são aplicados em equipamentos agrícolas ou de baixa rotação, onde a precisão não é crítica. 
c) Seu comportamento mecânico é caracterizado por contato linha-a-linha, o que gera ruído e vibração em altas velocidades. São ideais para transmissões de baixa a média rotação, com fácil fabricação e manutenção.
d) Atua no ponto de contato entre os dentes. Essa força provoca um momento fletor na base do dente, onde ocorre a maior concentração de tensões. Fatores como carga aplicada, largura da face e geometria do dente influenciam diretamente na magnitude desses esforços, sendo crítico para dimensionamento estrutural da engrenagem.
Questão 2
Sabe-se que a potência é uma grandeza física de grande relevância nos estudos de sistemas mecânicos, conforme apresentado em nossos estudos, pois permite avaliar a taxa com que a energia é transformada ou mesmo transferida.
Nos estudos de mecânica, compreender este item bem como os conceitos de força tangencial, velocidade periférica, torque e velocidade angular é fundamental para análise de sistemas mecânicos e de seu desempenho.
Com base nesse contexto, responda aos itens a seguir de forma clara e objetiva:
a) Defina o conceito físico de potência e explique sua importância em sistemas mecânicos.
b) O que é força tangencial (𝐹ₜ) em um sistema rotativo? Em que situação ela ocorre?
c) Defina velocidade periférica (𝑣ₚ) e indique sua relação com o movimento de rotação.
d) Explique o que é o momento de torque (𝑀ₜ) e sua função em sistemas mecânicos.
e) Defina velocidade angular (𝜔) e relacione-a com a velocidade linear.
RESPOSTAS
a) Potência é a razão entre a energia transformada ou transferida e o tempo necessário para essa transformação. Em sistemas mecânicos, ela indica a capacidade de realizar trabalho em determinado intervalo de tempo, sendo essencial para dimensionar motores, redutores e avaliar o desempenho energético de máquinas.
b) A força tangencial (𝐹ₜ) é a componente da força que atua perpendicularmente ao raio de rotação, ao longo da borda de um corpo girante. Ela ocorre em sistemas rotativos, como engrenagens e polias, sendo responsável pela geração de torque e pela transmissão de movimento.
c) Velocidade periférica (𝑣ₚ) é a velocidade linear de um ponto na borda de um corpo em rotação. Está relacionada ao movimento circular pela fórmula vp=ω ⋅ rv, onde ω é a velocidade angular e r é o raio. É fundamental para calcular esforços dinâmicos em sistemas rotativos.
d) O momento de torque (𝑀ₜ) é a medida da força aplicada a uma distância do eixo de rotação, gerando rotação. Sua fórmula é Mt=Ft ⋅ r. Em sistemas mecânicos, o torque determina a capacidade de um motor ou mecanismo de girar uma carga.
e) Velocidade angular (𝜔) representa a taxa de variação do ângulo de rotação por unidade de tempo, expressa em rad/s. Ela se relaciona com a velocidade linear pela equação v=ω ⋅ rv, conectando o movimento rotacional ao deslocamento linear na periferia do corpo.