ATPS MECANICA APLICADA

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FACULDADE ANHANGUERA DE CAMPINAS
UNIDADE 4 
ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
Lucas de Lima Fernandes   RA: 1299109628
Fernando Pereira da Cruz RA: 1299107046
Adriano Queiroz da Silva R.A 8976208068
ATPS MECANICA APLICADA
Professor: JEFFERSON
CAMPINAS
2016
SUMÁRIO
1. ETAPA 1 
1.1. Passo1 
1.1.1 Engrenagens 
1.1.1.1 Cônicas 
1.1.1.1.1 Cônicas de dentes retos 
1.1.1.1.2 Cônicas de dentes helicoidais 
1.1.1.1.2.1 Cônicas de dentes helicoidais- hipóides 
1.1.1.2 Cilíndricas 
1.1.1.2.1 Cilíndricas de dentes retos 
1.1.1.2.2 Cilíndricas de dentes inclinados 
1.1.1.2.3 Cilíndricas duplas de dentes inclinados
1.1.1.2.4 Cilíndricas com cremalheira.
1.1.1.3 Engrenagens parafuso de rosca sem-fim
1.2. Passo2 
1.2.1. Movimentos Circulares 
1.2.1.1 Movimentos Uniformes (MCU) 
1.2.1.2 Período 
1.2.1.3 Frequência 
1.2.1.4 Relação entre Período e Frequência
1.2.2.5 Movimento Circular Uniformemente Variável (MCUV)
1.2.2.5 Frequência angular. 
1.3. Passo 3 
1.3.1. Sistema Transmissivo Automotivo
1.4. Passo4 
1.4.1. Sistema transmissivo automotivo completo 
1.4.1.1 Motor 
1.4.1.2 Embreagem 
1.4.1.3 Caixa de cambio 
1.4.1.4 Acoplamentos do eixo cardam a caixa 
1.4.1.5 Eixo de Transmissão (eixo Cardam) 
1.4.1.6 Diferencial 
1.4.1.7 Semi eixo 
1.4.1.7 Junta homocinética 
2. ETAPA2 
2.1. Passo 1 
2.1.1 Mecanismo de troca de marchas manuais 
2.1.2 Mecanismo de troca de marchas automático 
2.2. Passo 2
2.2.1 Com o uso de mecanismo de troca de marchas manuais 
2.2.1 Com o uso de mecanismo de troca de marchas automático 
2.3. Passo 3 
3. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS 26
Lista de tabelas
Tabela 1: Relação de um mecanismo de troca de marcha de cinco velocidades
Tabela 2: Relação de um mecanismo de troca de marcha manual de cinco marchas
Lista de imagens
Figura
1: Fotos de vários tipos de engrenagens
Figura 2: Engrenagem cônica com dentes retos
Figura 3: Engrenagem cônica com dentes helicoidais
Figura 4: Engrenagem cônica com dentes helicoidais hipóides
Figura 5: Engrenagem cilíndrica com dentes retos
Figura 6: Engrenagem cilíndrica com dentes inclinados
Figura 7: Engrenagem cilíndrica de dentes inclinados em V ou de dentes duplos
Figura 8: Engrenagem Cilíndrica com cremalheira
Figura 9: Engrenagem parafuso de rosca sem fim
Figura 10: Esquema de funcionamento de um carro
Figura 11: Motor a combustão
Figura 12: Motor de arranque
Figura 13: Embreagem
Figura 14: Caixa de cambio
Figura 15: Acoplamento de eixo
Figura 16: Eixo de transmissão
Figura 17: Diferencial
Figura 18: Semieixo
Figura 19: Junta Homocinética
Figura 20: Mecanismo de troca de marcha com duas velocidades desengrenado
Figura 21: Mecanismo de troca de marcha com duas velocidades, engrenado em 1°
Figura 22: Vista em corte de um motor Mercedes-Benz de transmissão manual
Figura 23: Imagem ilustrativa de um motor de cinco marchas pra frente e ré
Figura 24: Conjunto de engrenagens planetárias de um mecanismo de troca de marchas automático 
1. ETAPA1
1.1. Passo1
Pesquisar sobre os diversos tipos de engrenagens utilizadas. Reunir fotos, imagens e esquemas que expliquem a funcionalidade de cada espécie de engrenagem. (Reservar o conteúdo obtido para finalizar o primeiro relatório que será utilizado na Etapa 2).
3 Engrenagens
As engrenagens são utilizadas para a transmissão de torque e de velocidade angular em diversas aplicações. É a maneira mais fácil de transmitir rotação motora de um eixo a outro através de dois cilindros.
Figura 1: Fotos de vários tipos de engrenagens
Fonte: http://www.google.com.br
As mesmas são mais utilizadas pela segurança na funcionalidade, pela grande vida útil, pela boa resistência as sobrecargas e pela pequena manutenção. Embora possua também algumas desvantagens como o alto custo, o aumento do ruído durante o seu funcionamento e também um transmissão relativamente rígida, onde se faz necessário a utilização de um acoplamento elástico para a diminuição dos choques.
Para que um sistema funcione se faz necessária a utilização de pelo menos duas engrenagens, sistema esse que no início possuía engrenagens com as paredes externas lisas, mas com a necessidade de transferência de maiores torques se fez necessário à utilização de dentes.
Para transmitir movimento uniforme e contínuo, as superfícies de contato da engrenagem devem ser cuidadosamente moldadas, de acordo com um perfil específico. Se a engrenagem menor do par (o pinhão) está no eixo motor, o trem de engrenagem atua de maneira a reduzir a velocidade e aumentar o torque; se a engrenagem maior está no eixo motor, o trem atua como um acelerador da velocidade e redutor do torque.
Existem vários tipos de engrenagens e cada uma delas possui um determinado resultado, onde se fazendo necessário o estudo apropriado para a utilização. As engrenagens não só apresentam tamanhos variados, mas também se diferenciam em formato e tipo de transmissão de movimento.
1.1.1.1Cônicas
Elas são empregadas quando as árvores se cruzam; o ângulo de intersecção é geralmente 90°, podendo ser menor ou maior. Os dentes das rodas cônicas tem formato também cônico, o que dificulta a sua fabricação, diminui a precisão e requer uma montagem precisa para o funcionamento adequado. A engrenagem cônica é usada para mudar a rotação e a direção da força, em baixas velocidades.
São utilizadas para realizar a mudança do sentido da rotação e a direção da força como na engrenagem diferencial dos automóveis.
Podem ser de dentes retos ou então de dentes helicoidais.
1.1.1.1.1Cônicas de dentes retos
Os dentes são dispostos paralelamente entre si em relação ao eixo. É o tipo mais comum de engrenagem e o de mais baixo custo. É usada em transmissão que requer mudança de posição das engrenagens em serviço, pois é fácil de engatar. É mais empregada na transmissão de baixa rotação do que na de alta rotação, por causa do ruído produzido pelo atrito.
Figura 2: Engrenagem cônica com dentes retos
Fonte: http://www.google.com.br
1.1.1.1.2 Cônicas de dentes helicoidais
Nas engrenagens cônicas helicoidais os dentes são dispostos transversalmente em forma de hélice em relação ao eixo. É usada em transmissão fixa de rotações elevadas, por ser mais silencioso devido aos seus dentes estarem em componente axial de força que deve ser compensada por mancal ou rolamento.
Serve para transmissão de eixos paralelos entre si e também para eixos que formam um ângulo qualquer entre si (normalmente 60 ou 90°).
Figura 3: Engrenagem cônica com dentes helicoidais
Fonte: http://www.google.com.br
1.1.1.1.2.1Cônicas de dentes helicoidais- hipóides
Engrenagens hipóides são engrenagens especiais, com eixos que não se interceptam. Este trem de engrenagem utiliza uma engrenagem de anel grande com uma engrenagem de menor articulação, e elas são utilizadas em aplicações como diferenciais de automóveis, em que possam ser necessárias que as engrenagens rodem a diferentes taxas de velocidade em algumas situações. Essas engrenagens exigem lubrificantes personalizados, porque elas são frequentemente submetidas a uma quantidade significativa de tensão.
Figura 4: Engrenagem cônica com dentes helicoidais-hipóides
Fonte: http://www.google.com.br/imagens
1.1.1.2 Cilíndricas
As engrenagens cilíndricas ou frontais são utilizadas entre eixos paralelos de um ou dois estágios. Podem ser de dentes retos, dentes helicoidais, dentes inclinados, duplas de dentes inclinados, dentes em formato de V ou com cremalheira.
1.1.1.2.1Cilíndricas de dentes retos
Os dentes são dispostos paralelamente entre si em relação ao eixo. É o tipo mais comum de engrenagem e o de mais baixo custo. É usada em transmissão que requer mudança de posição das engrenagens em serviço, pois é fácil de engatar. É mais empregada na transmissão de baixa rotação do que na de alta rotação, por causa do ruído que produz.
Figura 5: Engrenagem cilíndrica com dentes retos.
Fonte: http://www.google.com.br/imagens
1.1.1.2.2Cilíndricas de dentes inclinados
Engrenagens cilíndricas de dentesinclinados são construídas com dentes que não são alinhados com a direção axial dos elementos de transmissão. São utilizadas quando é necessário construir reduções que ocupem menor espaço axial e que gerem menor ruído. A primeira característica vem do fato de que a largura efetiva dos dentes é maior do que a de engrenagem de dentes retos e a segunda são devido ao engrenamento gradual dos dentes.
 
Figura 6: Engrenagem cilíndrica com dentes inclinados
Fonte: http://www.google.com.br/imagens
1.1.1.2.3Cilíndricas duplas de dentes inclinados e em V.
As engrenagens cilíndricas duplas de dentes inclinados e as de dentes em formato de V foram construídas para anular o esforço realizado na engrenagem cilíndrica de dentes inclinados, assim anulando a força aplicada aos dentes durante o movimento.
Figura 7: Engrenagem cilíndrica de dentes inclinados em V ou de dentes duplos.
Fonte: http://www.google.com.br/imagens
1.1.1.2.4 Cilíndricas com cremalheira.
As Engrenagens Cremalheira são peças mecânicas que consistem numa barra ou trilho dentado que em conjunto com uma engrenagem a ela ajustada, converte movimento retilíneo em rotacional e vice-versa. A cremalheira pode ser considerada como uma roda de raio infinito. Nesse caso, a circunferência da roda pode ser imaginada como um segmento de reta. Por isso, a circunferência primitiva da engrenagem é tangente à linha primitiva da cremalheira. Há dois tipos de cremalheira: 
Cremalheira de dentes perpendiculares e cremalheira de dentes inclinados. As cremalheiras de dentes inclinados acoplam-se a rodas helicoidais e as de dentes perpendiculares engrenam-se com as rodas de dentes retos.
Figura 8: Engrenagem Cilíndrica com cremalheira
Fonte: http://www.google.com.br/imagens
1.1.1.3 Engrenagens parafuso de rosca sem-fim
As engrenagens de parafuso sem fim são usadas quando grandes reduções de transmissão são necessárias. Esse tipo de engrenagem costuma ter reduções de 20:1, chegando até números maiores do que 300:1. Muitas engrenagens sem-fim têm uma propriedade interessante que nenhuma outra engrenagem tem: o eixo gira a engrenagem facilmente, mas a engrenagem não consegue girar o eixo. Isso se deve ao fato de que o ângulo do eixo é tão pequeno que quando a engrenagem tenta girá-lo, o atrito entre a engrenagem e o eixo não deixa que ele saia do lugar. Essa característica é útil para máquinas como transportadores, nos quais a função de travamento pode agir como um freio para a esteira quando o motor não estiver funcionando.
Figura 9: Engrenagem parafuso de rosca sem fim.
Fonte: http://www.google.com.br/imagens
1.2. Passo2
Buscar informações sobre as relações existentes das engrenagens tais como, frequência período ou frequência angular.
1.2.1. Movimentos Circulares
Um movimento circular uniforme (MCU) pode ser associado, com boa aproximação, ao movimento de um planeta ao redor do sol, num referencial fixo no sol, ou ao movimento da Lua ao redor da Terra, num referencial fixo na Terra. Um movimento circular uniforme pode ser associado também às partículas que formam as rodas e engrenagens dos dispositivos mecânicos. A palavra uniforme, neste contexto, se refere à invariância do módulo da velocidade linear da partícula que se desloca numa trajetória circular. De qualquer modo, embora o módulo do vetor velocidade linear possa ser constante, a sua direção varia continuamente, existindo uma aceleração (centrípeta) e, portanto, uma força resultante não nula sobre a partícula.
Um corpo que realiza um movimento circular uniforme passa de tempo em tempo por um determinado ponto da trajetória em uma velocidade constante. Já se houver uma variação dessa velocidade o movimento circular torna-se variável.
O estudo destes dos movimentos se torna imprescindível, pois as engrenagens podem ser utilizadas levando-se em consideração esses dois movimentos.
1.2.1.1 Movimentos Uniformes (MCU)
No movimento circular uniforme o estudo de duas relações se faz necessário para o entendimento do movimento, são elas o período e a frequência.
1.2.1.2 Período
Todo movimento repetitivo é dito periódico. O período é o menor intervalo de tempo para que o movimento comece a sua repetição. No movimento circular e uniforme o período é o intervalo de tempo para a realização de uma volta completa.
A unidade de medida do período no SI= s (segundos) e a sua letra representativa é o T.
1.2.1.3 Frequência
A frequência mede a rapidez com que determinado evento se repete. No movimento circular e uniforme, o evento é a volta completa o que nos permite concluir que no movimento circular e uniforme a frequência é a relação entre o número de voltas (n) pelo intervalo de tempo gasto (t).
A unidade de medida de frequência no SI= Hz (Hertz) e a sua letra representativa é o f.
1.2.1.4 Relação entre Período e Frequência
A frequência e inversamente proporcional ao período. Isso significa que quanto maior a frequência, mais voltas o objeto da em torno do próprio eixo, menor será o tempo para que uma volta seja data.
E essa diferença é apresentada pela expressão abaixo:
T=1/f ou f=1/T
1.2.2.5 Movimento Circular Uniformemente Variável (MCUV)
O movimento circular uniformemente variado consiste num movimento de uma partícula sobre uma circunferência com velocidade angular constante.
O vetor aceleração tem duas componentes, sendo a aceleração normal e a aceleração tangencial. Neste movimento verifica-se que a aceleração tangencial é constante, mas a aceleração normal não é.
1.2.2.5 Frequência angular.
A frequência angular ou velocidade angular (também chamada pulsação),ω nos dá a noção do ângulo percorrido a cada unidade de tempo. Podemos dizer que é a velocidade com que percorremos ângulos num movimento circular (movimento harmônico).
Como podemos medir ângulo em radianos, a frequência angular ou velocidade angular ω corresponde ao número de radianos percorridos por unidade de tempo.
Frequência e frequência angular são parâmetros que fornecem a mesma informação. Os dois indicam com que "velocidade" a função se repete. A frequência nos fornece essa informação em Hz (ciclos/segundo), enquanto que a frequência angular nos fornece em rad/s(radianos por segundo).
1.3. Passo 3
Listar duas marcas diferentes de carro que possam mostrar o dimensionamento e as frequências de cada sistema transmissivo.
1.3.1. Sistema Transmissivo Automotivo
Para que a energia gerada pelos motores automotivos seja enviada às rodas se faz necessário o uso de um sistema mecânico complexo chamado de sistema transmissivo, e esse pode ser de modelos, um manual que faz necessário o uso de um componente desse sistema chamado de embreagem, já o outro chamado de sistema automático ou hidráulico que faz uso do conversor de torque.
Para que realizar essa análise utilizaremos o sistema transmissivo manual da Mercedes-Benz do modelo Classe C e do sistema transmissivo automático do Chevrolet modelo Vectra Elite 2.4.
1.4. Passo4
Esquematizar o sequenciamento do sistema transmissivo automotivo, desde o motor, até a chegada da transmissão aos pneus, através de um fluxograma ou ilustrações.
1.4.1. Sistema transmissivo automotivo completo
Para que um automóvel funcione é necessário acionar o motor. Para tal, existe um motor eléctrico de arranque que, ao ser acionado, dá início ao movimento de rotação da cambota. Como consequência, os êmbolos movimentam-se para cima e para baixo, dando início ao ciclo de sucessões de explosões que produzem a força motriz do motor.
Esta força motriz é transmitida às rodas do automóvel através do sistema de transmissão. Este é composto pela embreagem, caixa de velocidades, transmissão e diferencial.
A embreagem, que se situa entre o motor e a caixa de velocidades, permite desligar a energia produzida pelo motor das restantes partes que compõe o sistema de transmissão. Só então podemos fazer acionar a caixa de velocidades, através da qual se controla a força motriz e a velocidade que é fornecida às rodas. Na última fase do seu percurso até às rodas, que é feito através do veio de transmissão,a energia proveniente do motor passa pelo diferencial. Este componente tem como função fazer variar a velocidade de uma das rodas permitindo, por exemplo, que numa curva a roda de dentro rode mais lentamente que a roda de fora.
 
Figura 10: Esquema de funcionamento de um carro.
Fonte: http://www.google.com.br/imagens
1.4.1.1 Motor
O motor é a fonte de energia do automóvel. Converte a energia calorífica produzida pela combustão da gasolina em energia mecânica, capaz de imprimir movimento nas rodas. O combustível e o ar formam uma mistura gasosa que é queimada dentro dos cilindros gerando assim energia e essa mistura é feita pelo carburador ou pela injeção eletrônica.
A mistura gasosa é formada no carburador ou calculada pela injeção eletrônica, nos motores mais modernos, e admitida nas câmaras de explosão. Os pistões, que se deslocam dentro dos cilindros, comprimem a mistura que é depois inflamada por uma vela de ignição. À medida que a mistura se inflama, expande-se, empurrando o pistão para baixo.
O movimento dos pistões para cima e para baixo é convertido em movimento rotativo pelo virabrequim ou eixo de manivelas o qual, por seu turno, o transmite às rodas através da embreagem, da caixa de câmbio, do eixo de transmissão e do diferencial. Os pistões estão ligados ao virabrequim pelas bielas. O comando de válvulas, movida pelo virabrequim, aciona as válvulas de admissão e escapamento situadas geralmente na parte superior de cada cilindro.
Figura 11: Motor a combustão
Fonte: http://www.google.com.br/imagens
Vale ressaltar que a energia inicial necessária para por o motor em movimento é fornecida pelo motor de arranque. Este engrena numa cremalheira que envolve o volante do motor, constituído por um disco pesado, fixado à extremidade do virabrequim.
Figura 12: Motor de arranque
Fonte: http://www.google.com.br/imagens
1.4.1.2 Embreagem
A embreagem, que se situa entre o volante do motor e a caixa de cambio, permite desligar a energia motriz da parte restante da transmissão para libertar esta do torque quando as mudanças são engrenadas ou mudadas.
Figura 13: Embreagem
Fonte: http://www.google.com.br/imagens
1.4.1.3 Caixa de cambio
A caixa de câmbio permite ao motor fornecer às rodas a força motriz apropriada a todas as condições de locomoção. Assim, quanto maior for o número de rotações ao virabrequim em relação ao número de rotações das rodas, maior será a força motriz transmitida às rodas, verificando-se, ao mesmo tempo, uma proporcional redução da velocidade do automóvel. Várias engrenagens são utilizadas para permitir uma ampla gama de multiplicações ou reduções.
Figura 14: Caixa de cambio
Fonte: http://www.google.com.br/imagens
1.4.1.4 Acoplamentos do eixo cardam a caixa
Para que a transmissão da energia seja feita para as rodas, em caso de tração traseira, se faz necessário à utilização de acoplamento que fará a conexão da caixa de câmbio ao eixo de transmissão ou eixo cardam.
Figura 15: Acoplamento de eixo
Fonte: http://www.google.com.br/imagens
1.4.1.5 Eixo de Transmissão (eixo Cardan)
Ele é responsável pelo transporte da energia até o diferencial onde é feito a transferência da energia as rodas.
Figura 16: Eixo de transmissão
Fonte: http://www.google.com.br/imagens
1.4.1.6 Diferencial
O diferencial é um mecanismo que divide o torque do motor para duas direções, permitindo a cada saída rodar a uma velocidade diferente.
No diferencial também é realizada a mudança de direção da força.
Figura 17: Diferencial
Fonte: http://www.google.com.br/imagens
1.4.1.7 Semieixo
Os semieixos são responsáveis pelo transporte da energia dividida pelo diferencial até as rodas.
Figura 18: Semieixo
Fonte: http://www.google.com.br/imagens
1.4.1.7 Junta homocinética
As juntas homocinéticas são responsáveis pelo acoplamento do semieixo ao sistema de amortecimento da roda.
Figura 19: Junta Homocinética
Fonte: http://www.google.com.br/imagens
2. ETAPA2
2.1. Passo1
Pesquisar sobre o mecanismo das trocas de marchas nos carros.
O mecanismo de troca de marchas, mais conhecido por caixa de cambio, é extremamente importante para que se possa realizar o uso mais adequado de motor. Nela é realizada a relação entre as engrenagens para que possa realizar o melhor uso do torque gerado por um motor.
Esse mecanismo possui duas versões bem definidas que podem ser manuais ou automáticas, onde podem passam de um mecanismo muito simples até um mecanismo completo como o encontrado durante a troca de marchas automaticamente.
2.1.1 Mecanismo de troca de marchas manuais
Os mecanismos de troca manual de marchas podem ter cinco, seis ou sete velocidades, onde para que tais velocidades sejam transferidas se faz necessário o uso de um mecanismo que faz a ligação entre o motor e a caixa de marchas que é chamado de embreagem.
Abaixo segue tabela de relação para um mecanismo de troca de marchas manuais de cinco velocidades:
	Marcha
	Relação
	RPM na transmissão do eixo de
saída com o motor a 3.000 rpm
	1ª
	2.315:1
	1.295
	2ª
	1.568:1
	1.913
	3ª
	1.195:1
	2.510
	4ª
	1.000:1
	3.000
	5ª
	0.915:1
	3.278
Tabela 1: Relação de um mecanismo de troca de marcha de cinco velocidades
Fonte: http://www.google.com.br
Para compreender a ideia básica de uma transmissão padrão, a imagem abaixo mostra uma transmissão de duas velocidades bem simples em ponto morto.
 
Figura 20: Mecanismo de troca de marcha com duas velocidades desengrenado
Fonte: http://www.google.com.br/imagens
O eixo verde gera movimento circular na engrenagem verde, essa por sua vez transfere a energia para a engrenagem maior que está presa ao eixo vermelho e esse movimento é transferido para as outras duas engrenagens vermelhas. As engrenagens vermelhas menores transferem energia para as engrenagens azuis que giram em falso no eixo amarelo que possui a engrenagem roxa que está fixa ao eixo. A engrenagem roxa está ligada diretamente ao garfo de cambio que por sua vez está em ponto morto por não estar engrenado em nenhuma das engrenagens azuis que estão recebendo energia do motor.
Figura 21: Mecanismo de troca de marcha com duas velocidades, engrenado em 1°.
Fonte: http://www.google.com.br/imagens
Já com a engrenagem roxa engrenada com uma das engrenagens azuis a energia é transferida para o eixo de transmissão que está ligado ao diferencial. Assim transferindo a energia até os semieixos que estão ligados às rodas tirando o carro da inércia.
2.1.2 Mecanismo de troca de marchas automático
Tal como o de uma caixa manual, o trabalho primário de uma caixa automática é o de permitir ao motor que opere dentro das suas estreitas variações de rotação e ao mesmo tempo proporcionar amplas variações de rotação de saída para as rodas.
A diferença fundamental entre uma caixa manual e uma automática é que a manual engata e desengata diferentes conjuntos de engrenagens da árvore de saída para conseguir várias relações de marcha, enquanto que na caixa automática um mesmo conjunto de engrenagens produz diferentes relações de marcha. O conjunto planetário de engrenagens é o dispositivo que torna isso possível na caixa automática.
2.2.1 Com o uso de mecanismo de troca de marchas automático
Oque diferencia o modo de transmissão no mecanismo automático e a ausência da embreagem que foi substituída pelo conversor de torque, assimnão havendo a necessidade de um pedal de acionamento.
O mecanismo complexo que é responsável por essa função e chamado de conjunto de engrenagens planetárias e possui três componentes básicos:
• A engrenagem solar
• A engrenagem planetária e seu suporte
• A engrenagem coroa
Assim, este conjunto de engrenagens pode produzir todas estas relações de marcha sem precisar engatar ou desengatar marchas. Com dois desses conjuntos de engrenagens combinados temos as quatro marchas para frente e ré de que a caixa precisa.
Figura 24: Conjunto de engrenagens planetárias de um mecanismo de troca de marchas automático.
Na primeira marcha a engrenagem solar menor é conduzida em sentidohorário por uma turbina no conversor de torque. O suporte das planetárias tenta girar no sentido anti-horário, mas é mantido imóvel pela embreagem unidirecional (que permite rotação apenas no sentido horário) e uma coroa gira a saída. A engrenagem pequena tem 30 dentes e a coroa tem 72.
Na segunda marcha a transmissão faz algo realmente incrível para conseguir a relação necessária para a segunda marcha. Ela atua como dois conjuntos de engrenagens planetárias, conectados um ao outro por um suporte de planetárias comum aos dois. Na verdade, o primeiro estágio do suporte de planetárias usa a engrenagem solar maior como coroa. Assim, o primeiro estágio consiste da solar (a engrenagem solar menor), o suporte de planetárias e a coroa (a engrenagem solar maior). A entrada é uma engrenagem solar pequena; a coroa (engrenagem solar grande) é mantida fixa por uma cinta e a saída é o suporte das planetárias. Para este estágio, tendo a solar como entrada, o suporte de planetárias está como saída e a coroa fixa.
A maioria das caixas automáticas tem relação de 1:1 na terceira marcha. Com a combinação neste conjunto de engrenagens é até mais fácil -- tudo o que temos de fazer é engatar as embreagens que bloqueiam cada uma das engrenagens solares à turbina. Se ambas as engrenagens solares giram na mesma direção, as engrenagens planetárias são travadas, porque elas só podem girar na direção oposta. Isto trava a coroa com as planetárias e consequentemente faz com que tudo gire como uma unidade, produzindo uma relação de 1:1.
Por definição, uma sobremarcha tem rotação de saída maior que a de entrada. Portanto ocorre um aumento de rotação. Nesta caixa, ao engatar a sobremarcha (overdrive) se consegue duas coisas de uma só vez. Para melhorar a eficiência, alguns carros têm um mecanismo que bloqueia o conversor de torque para que a saída do motor vá direto para a caixa. Nesta caixa, quando a sobremarcha é selecionada, uma árvore que se liga à caixa do conversor de torque (que está aparafusada ao volante do motor) é conectada por embreagem ao suporte das planetárias. A engrenagem solar pequena gira livremente e a engrenagem solar maior é mantida imóvel pela cinta da sobremarcha. Nada é conectado à turbina; a única entrada vem da caixa do conversor.
A ré é muito aparecida com a primeira marcha, exceto que em vez de uma engrenagem solar pequena ser movida pela turbina do conversor de torque, a engrenagem solar maior é movida e a menor gira livre na direção oposta. O suporte das planetárias é seguro à carcaça pela cinta de ré.
2.3.
Passo 3
Justificar sobre a necessidade de trocas das marchas sob a perspectiva de conceito de vantagem mecânica
A troca de marcha é a mudança de relação entre engrenagens para que a força que está sendo gerado no motor seja transmitida para as rodas e estas que estão em contato com o solo gerem o deslocamento do veículo devido ao atrito com o solo.
Levando em consideração que um automóvel está em repouso, e para que a mesma saia desta condição ha a necessidade de um torque maior para que isso seja possível. E isso pode ser percebido quando se tenta sair com um automóvel em quinta marcha. A essa relação que se cria, o numero de rotações se eleva para que seja gerado torque suficiente para a retirada do veículo da inércia, e esse aumento de rotação aumenta também o desgaste das peças, devido ao atrito, e o aumento de combustível.
A relação da engrenagem da primeira e da segunda marcha com a engrenagem que está no eixo do motor é de aproximadamente 2,30:1, para a primeira, e de 1,60:1, para a segunda, onde o torque é de fundamental importância. Logo o veículo esteja em movimento se faz necessário que essa relação entre as engrenagens seja alterada para que se tenha um melhor aproveitamento da força gerada no motor. E por esse motivo a relação entre a engrenagem do eixo do motor com as engrenagens das demais marchas vai diminuindo até o ponto onde a engrenagem do sistema de transmissão seja menor que a do eixo do motor, vista na relação da quinta marcha que é de aproximadamente 0,92:1.
Dessa forma se estará fazendo um melhor uso de todo o sistema para o desenvolvimento de velocidade, tendo em vista que se estivesse ainda em segunda marcha o carro estaria sendo desacelerado, pois estaria sendo usado o chamado freio motor.
2.4. Passo 4
Consolidar as informações obtidas anteriormente finalizando o relatório um, que deverá ser entregue ao professor no final do Primeiro Bimestre, em data agendada, de acordo com a formatação definida no item “Padronização”, no início desta atividade.
Durante o estudo sobre as engrenagens pode se perceber a importância do entendimento e da utilização de cada tipo de sistema transmissivo, pois o emprego do sistema certo é fundamental, pois assim como há a necessidade de se imprimir maior velocidade para um automóvel também se faz necessário à redução da velocidade para o uso de uma esteira que será responsável por locomover um determinado produto. Também foi possível identificar o motivo do formato de cada tipo de engrenagem levando-se em consideração a sua forma de transferência da força, visto que somente a transferência de força em eixos paralelos não supriria a necessidade. E o resultado quando do casamento de engrenagens de tamanhos diferenciados para a transferência de forças.
Quando do emprego destas engrenagens na construção do sistema transmissivo de um carro, pode se perceber a importância da relação entre as engrenagens e como é o funcionamento do conjunto de engrenagens utilizado num mecanismo de troca de marchas, embora o mecanismo de troca automática necessite de um estudo mais aprofundado devido à utilização do conversor de torque, e de como o processo de troca de marchas e de fundamental importância para que se tenha o uso adequado do motor em situações de diferentes respostas.
Além da utilização de engrenagens em um mecanismo de troca de marchas, pode se perceber também a importância deste mecanismo para o restante do sistema transmissivo, pois sem o conjunto de engrenagens cónicas do diferencial a força não poderia ser transferida para as rodas no caso de um carro com tração traseira.
Para complemento de conhecimento o estudo do processo de fabricação das engrenagens se faz necessário, tendo em vista o conhecimento de como as forças agem nos dentes de uma engrenagem, como é feito o calculo de dimensionamento para distribuição da carga e qual o tipo de liga ou material utilizado para os diversos empregos das engrenagens.
3. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS
PLT – 1710 Cálculo de uma variável / Deborah Hughes-Hallett – 3.ed. – Rio de Janeiro: LTC 1708.
PLT – 1709 Halliday, David, 1961 – fundamentos de física v.1 : mecânica – Rio de Janeiro : LTC, 1706.
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