ELEMENTOS DE MECANISMOS - PROVA N2 - 01 2025 (100)

Prévia do material em texto

ELEMENTOS DE MECANISMOS 
PROVA N2 - 1º SEMESTRE DE 2025 
 
Uma engrenagem cônica reta tem as seguintes características: o pinhão tem 24 dentes, a 
coroa tem 42 dentes, o módulo é igual a 12 e o ângulo de pressão é igual a 20º. O par de 
engrenagens transmite 2,9 kW de potência, sendo que o pinhão gira a 300 rpm, 
considerando, ainda, que a largura da face é de 30 mm. 
 
Baseando-se nesses dados, analise as afirmativas a seguir. 
 
I. O ângulo de cone primitivo para o pinhão fica em torno de 18,4º. 
II. O ângulo de cone primitivo para a coroa fica em torno de 74º. 
III. O torque de operação do pinhão é de aproximadamente 92,3 N.m. 
IV. O raio médio do pinhão e a carga transmitida são iguais a 13,9 mm e 4,6 kN, 
respectivamente. 
 
Está correto o que se afirma em: 
 
 
 
A força que atua tangencialmente à superfície do passo e perpendicularmente à direção 
axial de eixo da engrenagem helicoidal é a força que aciona a engrenagem de fato. Para o 
cálculo da componente tangencial da força, é preciso conhecer alguns dados relativos à 
aplicação do sistema. 
Assinale a alternativa correta, relativa aos dados suficientes para o cálculo da componente 
radial da força tangencial: 
 
 
 
Num conjunto de parafuso e coroa sem-fim, alguns parâmetros são o adendo, o dedendo e 
a profundidade total. O adendo é a saliência do dente, o dedendo é a profundidade do 
dente, e a profundidade total, por sua vez, é a soma do adendo e do dedendo. 
 
Para um conjunto com passo diametral igual a 12, a seguir, assinale a alternativa correta 
com os valores, respectivamente, de adendo, dedendo e profundidade em milímetros. 
 
 
 
Para realizar os cálculos defadiga superficial nas engrenagens cilíndricas de dentes 
helicoidais, o mecanismo de falha também é o da crateração. O nível de tensão de contato 
entre dentes é determinado pela equação de Buckingham, conforme mostrado a seguir: 
 
 
Em que: 
Cp= coeficiente elástico do material da engrenagem em MPa; 
Wt= força tangencial sobre o dente em N; 
F = largura da face do dente em mm; 
I = fator geométrico de superfície (adimensional); 
dp = diâmetro primitivo da menor engrenagem em mm; 
Ca, Cm, Cv 
e Cs = constantes adimensionais fornecidas; 
Cf= coeficiente de acabamento superficial (adimensional). 
 
Considere uma engrenagem (pinhão de aço com engrenagem de ferro fundido nodular, com 
coeficiente elástico do material da engrenagem 179 MPa0,5). Nela, atua uma força 
tangencial de 1500 N. Supondo que a largura da face do dente seja de 30 mm, fator 
geométrico de superfície de 0,18, diâmetro primitivo de 50 mm e que as constantes Ca, Cm, 
Cv e Cs sejam, respectivamente: 1, 1,6, 0,66 e 1, além do coeficiente de acabamento 
superficial Cf = 1, é correto afirmar que o valor da tensão superficial em MPa de contato que 
atua sobre a engrenagem será de, aproximadamente: 
 
 
 
Considere o sistema planetário de engrenagens ilustrado adiante. Nele, a engrenagem sol 
(componente 1) tem 20 dentes externos, a engrenagem planetária (componente 2) tem 60 
dentes externos, e a engrenagem anel (componente 4) tem 140 dentes internos. Considere 
também que o braço tem velocidade de 0,5 rpm no sentido horário e o anel está parado. 
 
Nessas condições, a razão entre a engrenagem sol e o braço é igual a: 
 
Fonte: Elaborada pelo autor. 
#PraCegoVer: a figura mostra um sistema planetário com engrenagens. No centro, está a 
representação de uma engrenagem azul-claro (componente 1), sendo ela a menor delas. Uma 
engrenagem maior, azul-escuro (componente 2), está conjugada à engrenagem azul-claro; um braço 
(componente 3) une as aludidas engrenagens, azul-claro e azul-escuro. Uma engrenagem interna 
azul (componente 4), em formato de anel e maior, engrena também com a engrenagem azul-escuro. 
Demais componentes estão dentro do anel, e três linhas indicam que a engrenagem anel azul está 
fixa. 
 
 
 
O reconhecimento das principais nomenclaturas e estruturas inerentes às engrenagens e à 
dinâmica do engrenamento é fundamental para se realizar os cálculos de projeto. Alguns 
parâmetros importantes são: o passo circular; o passo diametral; e o módulo. Todos esses 
são dependentes do bom entendimento do conceito de círculo primitivo, que é um círculo 
teórico que corresponde à distância entre dois pontos idênticos em dois dentes adjacentes 
na engrenagem. Considere uma engrenagem com número de dentes igual a 92 e com um 
diâmetro primitivo de 4 polegadas. 
 
Sobre a engrenagem citada, analise as afirmativas a seguir. 
 
I. A engrenagem citada tem valor de passo circular de, aproximadamente, 0,1366 
polegadas. 
II. A engrenagem descrita terá valor de passo diametral igual a, aproximadamente, 23. 
III. Com base no número de passos diametrais, essa engrenagem seria classificada como 
de passos diametrais grosseiros. 
IV. O valor do módulo dessa engrenagem é menor que 1. 
 
Está correto o que se afirma em: 
 
 
 
Um projetista estava estudando como projetar uma engrenagem helicoidal e, para isso, 
pesquisou os catálogos dos fabricantes, para entender melhor. No primeiro catálogo, 
encontrou uma engrenagem em que informava que possuía ângulo de hélice de 30º e 
ângulo de pressão normal de 20º, e no segundo catálogo, encontrou uma engrenagem com 
ângulo de pressão normal de 14,5º e ângulo de hélice de 14,5º. 
Assinale a alternativa que apresenta, respectivamente, os ângulos de pressão transversal, 
no primeiro e segundo catálogos: 
 
 
 
Considere o sistema planetário de engrenagens da figura adiante. Nele, a engrenagem sol 
(componente 1) tem 80 dentes externos, a engrenagem planetária (componente 2) tem 20 
dentes externos, e a engrenagem anel (componente 4) tem 120 dentes internos. Considere 
também que o braço tem velocidade de 10 rpm no sentido anti-horário e a engrenagem anel 
está parada. 
 
Nessas condições, a razão de transmissão e a velocidade da engrenagem sol são 
respectivamente iguais a: 
 
Fonte: Elaborada pelo autor. 
#PraCegoVer: a figura mostra um sistema planetário. No centro, está a representação de uma 
engrenagem azul-escuro (componente 1), sendo ela a maior delas. Uma engrenagem menor, na cor 
azul-claro (componente 2), está conjugada à engrenagem azul-escuro; um braço (componente 3) une 
as aludidas engrenagens, azul-claro e azul-escuro. Uma engrenagem interna azul-escuro 
(componente 4), em formato de anel e maior, engrena também com a engrenagem azul-escuro. 
Demais componentes estão dentro do anel, e três linhas indicam que a engrenagem anel azul-escuro 
está fixa. 
 
 
 
Para se transmitir movimento de rotação entre eixos, dois cilindros (ou rodas de atrito) com 
tamanhos diferentes são postos em contato externo, conforme mostra a figura a seguir. 
Considere que o atrito na interface de rolagem seja grande o suficiente para que não ocorra 
deslizamento, ou seja, toda potência e torque são transmitidos sem perdas. 
 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
#PraCegoVer: a figura representa dois cilindros em contato, um cilindro menor à esquerda 
e outro maior à direita. O par de cilindros mantém contato externo, em que as 
circunferências dele se tocam de maneira tangencial. Ambos estão conectados a eixos 
rotatórios. 
 
Sabendo que o raio do cilindro maior é o dobro em relação ao do cilindro menor, sobre as 
principais grandezas associadas à transmissão de movimento desse conjunto, assinale a 
alternativa correta: 
 
 
 
Um projetista deseja calcular o avanço de um conjunto parafuso e coroa sem-fim e, para 
isso, avaliou e levantou alguns dados. Ele descobriu que: a razão de velocidade angular é 
igual a 60; o parafuso tem duas roscas; o passo diametral é igual a 10. Com esses dados 
em mãos ele deve calcular o avanço. 
 
Assim sendo, a seguir, assinale a alternativa correta para o valor do avanço.