ElementosFixacao

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Universidade do Vale do Itajaí 
 Centro de Educação de Balneário Camboriu 
 UNIVALI 
 
 
 
FABRICAÇÃO PARA DESIGNERS: 
Elementos de Máquinas 
 
 
Curso de Desenho Industrial – Habilitação Design Industrial 
Prof. Dr. Eng. Cláudio Roberto Losekann 
Prof. Dr. Eng. Paulo César Machado Ferroli 
 
 
MARÇO/2004 
 1 
 I
ÍNDICE ANALÍTICO 
 
ÍNDICE ANALÍTICO ................................................................................................ I 
ÍNDICE DE FIGURAS ............................................................................................ II 
 
1 - ELEMENTOS DE FIXAÇÃO: PARAFUSOS, PORCAS, PINOS, REBITES, 
ANÉIS ELÁSTICOS E ARRUELAS ........................................................................ 1 
1.1 - INTRODUÇÃO ........................................................................................... 1 
1.2 - PORCAS E PARAFUSOS .......................................................................... 2 
1.3 – ARRUELAS E ANÉIS ELÁSTICOS ......................................................... 15 
1.4 – REBITES E PINOS .................................................................................. 17 
 
2 - ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO – POLIAS, CORREIAS, CORRENTES, 
ENGRENAGENS E CAMES ................................................................................ 23 
2.1 - INTRODUÇÃO ......................................................................................... 23 
2.2 - POLIAS ..................................................................................................... 24 
2.3 - CORREIAS ............................................................................................... 26 
2.4 - CORRENTES ........................................................................................... 27 
2.5 – CABOS .................................................................................................... 29 
2.6 – ENGRENAGENS ..................................................................................... 30 
2.7 – CAMES .................................................................................................... 41 
 
3 - ELEMENTOS DE APOIO – MANCAIS E MOLAS ........................................... 43 
3.1 - INTRODUÇÃO ......................................................................................... 43 
3.2 - MANCAIS ................................................................................................. 43 
3.2.1 - Mancais de rolamento ........................................................................ 43 
3.2.1.1 - Maiores causas de falhas prematuras nos rolamentos ............................... 51 
3.2.1.2 - Condições da máquina e do rolamento ..................................................... 52 
3.2.1.3 - Ferramentas para análise de rolamentos.................................................... 52 
3.2.1.4 - Montagens e desmontagem de rolamentos................................................ 54 
3.2.2 - Mancais de deslizamento ................................................................... 56 
Buchas ..................................................................................................................... 57 
3.3 - MOLAS ..................................................................................................... 58 
3.3.1 - Introdução .......................................................................................... 58 
3.3.2 - Tipos de molas ................................................................................... 58 
Molas helicoidais ..................................................................................................... 58 
Molas helicoidais de torção ..................................................................................... 60 
3.3.3 - Associação de molas ......................................................................... 61 
3.3.4 - Materiais e fabricação de molas ......................................................... 61 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 II
 
ÍNDICE DE FIGURAS 
 
 
FIGURA 1.1 - Nomenclaturas usuais. Fonte: Provenza (1988). ......................................... 1
FIGURA 1.2 - Nomenclaturas usuais. Fonte: Provenza (1988). ......................................... 2
FIGURA 1.3 - Parafusos. Fonte: Niemann (1971).............................................................. 3
FIGURA 1.4 - Fixação de tampas por parafusos. Fonte: Niemann (1971). ......................... 3
FIGURA 1.5 - Porcas. Fonte: Niemann (1971). ................................................................. 4
FIGURA 1.6 - Travamentos de segurança. Fonte: Niemann (1971). .................................. 4
FIGURA 1.7 - Parafusos distanciadores. Fonte: Niemann (1971)....................................... 4
FIGURA 1.8 - Tipos de travamento e parafusos diferenciais. Fonte: Niemann (1971). ...... 5
FIGURA 1.9 - Parafusos em movimento. Fonte: Niemann (1971). .................................... 5
FIGURA 1.10 - Parafusos sextavados. Fonte: Provenza (1988).......................................... 6
FIGURA 1.11 - Parafusos diversos. Fonte: Provenza (1988).............................................. 6
FIGURA 1.12 - Parafusos de fixação. Fonte: Provenza (1988)........................................... 7
FIGURA 1.13 - Extremidades interiores dos parafusos. Fonte: Provenza (1988). .............. 7
FIGURA 1.14 - Parafusos passantes para madeira. Fonte: Provenza (1988). ...................... 7
FIGURA 1.15 - Parafusos para madeira com rosca soberba. Fonte: Provenza (1988)......... 8
FIGURA 1.16 - Porcas. Fonte: Provenza (1988). ............................................................... 8
FIGURA 1.17 - Porcas. Fonte: Provenza (1988). ............................................................... 9
FIGURA 1.18 – Rosca métrica. ....................................................................................... 10
FIGURA 1.19 – Rosca witworth. ..................................................................................... 10
FIGURA 1.20 – Dimensões da rosca. .............................................................................. 12
FIGURA 1.21 – Conjunto de fixação. .............................................................................. 15
FIGURA 1.22 – Tipos de arruelas.................................................................................... 16
FIGURA 1.23 – Anel elástico. ......................................................................................... 16
FIGURA 1.24 – Fixação de lonas. ................................................................................... 17
FIGURA 1.25 – Tipos de rebites...................................................................................... 18
FIGURA 1.26 – Estampo. ................................................................................................ 19
FIGURA 1.27 – Repuxador. ............................................................................................ 19
FIGURA 1.28 – Rebitadeira pneumática.......................................................................... 19
FIGURA 1.29 – Dimensões do rebite............................................................................... 20
FIGURA 1.30 – Pino e cavilha......................................................................................... 21
FIGURA 1.31 – Tipos de pinos........................................................................................ 21
FIGURA 1.32 – Tipos de cavilhas. .................................................................................. 22
FIGURA 1.33 – Chaveta.................................................................................................. 22
FIGURA 1.34 – Tipos de ajustes de chaveta. ................................................................... 22
 
 III
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FIGURA 2.1 - Sistema de transmissão............................................................................. 23
FIGURA 2.2 – Corte de polia plana e polia abaulada. ...................................................... 24
FIGURA 2.3 – Corte de polia trapezoidal. ....................................................................... 24
FIGURA 2.4 – Tipos de polias......................................................................................... 25
FIGURA 2.5 – Correia trapezoidal ou em “V”................................................................. 26
FIGURA 2.6 – Correia dentada........................................................................................ 26
FIGURA 2.7 – Esticador de correia. ................................................................................ 27
FIGURA 2.8 – Transmissão por corrente. ........................................................................ 27
FIGURA 2.9 - Correntes. Fonte: Provenza (1988). .......................................................... 28
FIGURA 2.10 - Rodas para correntes. Fonte: Provenza (1988). ....................................... 28
FIGURA 2.11 – Sistemas de elevação e transporte. ......................................................... 29
FIGURA 2.12 – Partes do cabo........................................................................................ 29
FIGURA 2.13 – Tipos do cabo......................................................................................... 30
FIGURA 2.14 – Engrenagens de dente reto. .................................................................... 31
FIGURA 2.15 – Engrenagem cilíndrica de dentes retos. Fonte: Provenza (1988)............. 31
FIGURA 2.16 – Engrenagem cilíndrica de dentes retos. Fonte: Provenza (1988)............. 32
FIGURA 2.17 – Detalhe da engrenagem cilíndrica de dentes retos. ................................. 32
FIGURA 2.18 – Esquema da cremalheira de dentes retos. ............................................... 33
FIGURA 2.19 – Engrenagem e cremalheira. Fonte: Provenza (1988). ............................. 33
FIGURA 2.20 – Engrenagem e cremalheira. Fonte: Provenza (1988). ............................. 34
FIGURA 2.21 – Detalhe da engrenagem e cremalheira. Fonte: Provenza (1988). ............ 35
FIGURA 2.21 – Engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais. Fonte: Provenza (1988). 35
FIGURA 2.22 – Engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais. Fonte: Provenza (1988). 36
FIGURA 2.23 – Engrenagens cônicas a 900. Fonte: Provenza (1988). ............................. 36
FIGURA 2.24 – Engrenagens cônicas a 750. Fonte: Provenza (1988). ............................. 37
FIGURA 2.25 – Engrenagens cônicas a 1200. Fonte: Provenza (1988)............................. 37
FIGURA 2.26 – Coroa e rosca sem fim.. Fonte: Provenza (1988). ................................... 38
FIGURA 2.27 – Coroa e rosca sem fim. Fonte: Provenza (1988). .................................... 38
FIGURA 2.28 – Engrenagens helicoidais de eixos ortogonais. Fonte: Provenza (1988). .. 39
FIGURA 2.29 – Engrenagens helicoidais de eixos ortogonais. Fonte: Provenza (1988). .. 39
FIGURA 2.30 – Engrenagens helicoidais de eixos reversos. Fonte: Provenza (1988). ..... 40
FIGURA 2.31 – Engrenagens helicoidais de eixos reversos. Fonte: Provenza (1988). ..... 40
FIGURA 2.32 – Came. .................................................................................................... 41
FIGURA 2.33 – Came de disco com diferentes extremidades. ......................................... 41
FIGURA 2.34 – Came de Tambor.................................................................................... 42
FIGURA 2.35 – Came frontal. ......................................................................................... 42
FIGURA 2.36 – Came de palminha. ................................................................................ 42
 
 IV
 
FIGURA 3. 1 - Rolamento fixo de uma carreira de esferas. Fonte: Provenza (1988). ....... 43
FIGURA 3. 2 – Esboço em corte do rolamento fixo de uma carreira de esferas. .............. 44
FIGURA 3.3 - Rolamento autocompensador de esferas. Fonte: Provenza (1988). ............ 44
FIGURA 3.4 - Rolamento autocompensador de esferas e aplicação ................................. 45
FIGURA 3.5 - Rolamento de rolos cilíndricos. Fonte: Provenza (1988). .......................... 45
FIGURA 3.6 - Rolamento de rolos cilíndricos e sua aplicação. ........................................ 45
FIGURA 3.7 - Rolamento autocompensador de rolos. Fonte: Provenza (1988). ............... 46
FIGURA 3.8 - Rolamento autocompensador de rolos e sua aplicação. ............................. 46
FIGURA 3.9 - Rolamento de contato angular. Fonte: Provenza (1988). ........................... 47
FIGURA 3.10 - Rolamento de contato angular de duas carreiras de esferas. Fonte:
Provenza (1988). ...................................................................................................... 47
FIGURA 3.11 - Rolamento axial de esferas de escora simples. Fonte: Provenza (1988). . 48
FIGURA 3.12 - Rolamento axial de esferas de escora dupla. Fonte: Provenza (1988)...... 48
FIGURA 3.13 - Rolamento axial de esferas de escora e sua aplicação. ............................ 49
FIGURA 3.14 Rolamento axial autocompensador de rolos. Fonte: Provenza (1988)........ 49
FIGURA 3.15 - Rolamento de rolos cônicos de uma carreira de esferas. Fonte: Provenza
(1988). ..................................................................................................................... 50
FIGURA 3.16 - Rolamento de agulhas. Fonte: Provenza (1988). ..................................... 50
FIGURA 3.17 - Rolamento deformado não esfericamente. .............................................. 51
FIGURA 3.18 - Rolamento deformado plasticamente com escamação............................. 51
FIGURA 3.19 - Rolamento com contaminante abrasivo................................................... 51
FIGURA 3.20 - Rolamento deformado com estrias de fadiga........................................... 52
FIGURA 3.21 - Tacômetros. ............................................................................................ 52
FIGURA 3.22 - Estetoscópio. .......................................................................................... 53
FIGURA 3.23 – Verificador de óleo. ............................................................................... 53
FIGURA 3.24 – Medidor de vibrações............................................................................. 53
FIGURA 3.25 – Montagem com interferência: eixo cilíndrico. ........................................ 54
FIGURA 3.26 – Montagem com interferência: eixo cônico. ............................................ 54
FIGURA 3.27 – Chave gancho. ....................................................................................... 54
FIGURA 3.28 – Extrator com garra. ................................................................................ 54
FIGURA 3.29 – Extrator com martelo. ............................................................................ 55
FIGURA 3.30 – Extrator para caixa cega. ........................................................................ 55
FIGURA 3.31 – Montagem a quente................................................................................ 55
FIGURA 3.32 – Aquecedores por indução. ...................................................................... 56
FIGURA 3.33 – Mancal de deslizamento e suas partes. ................................................... 56
FIGURA 3.34 – Tipos de buchas quanto à forma. ............................................................ 57
FIGURA 3.35 – Bucha e eixo. ......................................................................................... 57
FIGURA 3.36 - Molas. .................................................................................................... 58
FIGURA 3.37 – Aspecto construtivo de molas helicoidais de compressão....................... 58
FIGURA3.38 – Aspecto construtivo de molas helicoidais de tração................................ 59
FIGURA 3.39 - Esquemas para tracionamento de molas. Fonte. Provenza (1988). .......... 59
FIGURA 3.40 – Molas helicoidais. .................................................................................. 59
FIGURA 3.41 - Efeito de deformação em uma mola tracionada. Fonte. Bonjorno et. all. 
(1997). ..................................................................................................................... 60
FIGURA 3.42 – Mola helicoidal de torção....................................................................... 60
FIGURA 3.43 – Molas em paralelo.................................................................................. 61
FIGURA 3.44 – Molas helicoidal cônica de secção retangular. ........................................ 61
FIGURA 3.45 – Dimensionamento de uma mola helicoidal de tração.............................. 62
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Curso de Desenho Industrial – Design 
Fabricação II 
Prof. Paulo C. Ferroli e Prof. Cláudio Roberto Losekann. 
 
1 - ELEMENTOS DE FIXAÇÃO: PARAFUSOS, PORCAS, 
PINOS, REBITES, ANÉIS ELÁSTICOS E ARRUELAS 
 
1.1 - INTRODUÇÃO 
 
Ferraresi (1988) comenta que a ferramenta foi um dos primeiros instrumentos a ser 
utilizado pelo homem, desde as eras pré-históricas. O autor conceitua ferramentas como o 
que pode ser manuseado pelo homem, direta ou indiretamente. Chiaverinni (1986) 
conceitua ferramenta como um elemento adicional que, quando acoplado a um dispositivo 
ou, a outra ferramenta, permite a realização de um trabalho. Assim, o aperfeiçoamento em 
termos de qualidade, materiais, arranjos, etc. permitiu ao homem utilizar ferramentas de 
modo combinado, juntando-as umas às outras ou a outros materiais, criando os 
equipamentos. 
 
Os equipamentos são, portanto, uma evolução das ferramentas, considerando-se 
como equipamento tudo aquilo que o homem pode usar. Não há clareza conceitual entre 
equipamentos e máquinas. No entanto, pode-se explicar que o conceito de máquina sempre 
significa um conjunto de elementos mecânicos dispostos de tal forma a permitir a 
realização de um trabalho, gerar energia ou força. 
 
Assim, para efeito de projetos, no estudo dos elementos de máquinas é importante, 
num primeiro momento, a familiarização com a nomenclatura usualmente utilizada nas 
indústrias. As figuras 1.1 e 1.2 apresentam alguns nomes. 
 
 
 
Rosca Arruela Concordância Articulação 
 
Braçadeira Bucha Rasgo de chaveta 
FIGURA 1.1 - Nomenclaturas usuais. Fonte: Provenza (1988). 
 
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Chanfro Entalhe Espiga Eixo ranhurado 
 
Furo escareado Flange Mancal Nervura 
 
Orelha Parafuso Allen Porca Sulco 
 
 
Rebaixo Saliência Recartilhado Furos de alívio 
FIGURA 1.2 - Nomenclaturas usuais. Fonte: Provenza (1988). 
 
1.2 - PORCAS E PARAFUSOS 
 
 
O parafuso é o elemento de máquina mais utilizado que existe. Seu uso 
compreende, entre outros: a fixação (junções desmontáveis), protensão, obturação (tampar 
orifícios), ajustagem (eliminação de folgas e compensação de desgastes), transmissão de 
força (prensa de parafuso, morsa, etc.), movimentação (transformação de movimentos 
rotativos em movimentos retilíneos) e para medições micrométricas (micrômetro, por 
exemplo). 
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As figuras 1.3 e 1.4 mostram alguns exemplos de parafusos. A figura 1.3 está 
dividida em 5 partes: em (a), mostra-se a junção de flanges através de parafusos passantes; 
em (b) a junção é realizada por meio de um parafuso prisioneiro; em (c) utiliza-se 
simplesmente um parafuso; em (d), utiliza-se um parafuso elástico passante e um tubo 
distanciador e em (e), usou-se um parafuso com dupla porca. 
 
 
FIGURA 1.3 - Parafusos. Fonte: Niemann (1971). 
 
Já a figura 1.4 também apresenta 5 casos de fixação de tampas: em (a), usou-se um 
parafuso passante; em (b), um parafuso comum; em (c), um parafuso com alongamento; 
em (d), um parafuso articulado com porca-borboleta e em (e), um parafuso articulado com 
porca-alavanca. 
 
 
FIGURA 1.4 - Fixação de tampas por parafusos. Fonte: Niemann (1971). 
 
Em todos os casos em que as junções sofrem efeitos vibratórios ou cargas 
dinâmicas, existe a necessidade de dispositivos de segurança contra o afrouxamento das 
porcas. Alguns tipos de porcas são mostradas na figura 1.5. 
 
A segurança contra o afrouxamento das porcas pode ser conseguida através de 
dispositivos de travamento baseado no design de parafusos e porcas, tais como, ressaltos 
na cabeça do parafuso, cupilhas, pinos transversais, parafusos transversais, arruelas 
dobráveis de fixação, etc.. Também pode-se conseguir segurança através do travamento 
por força, baseado em arruelas de pressão, arruelas dentadas, porcos com molas, travas ou 
fendas. A figura 1.6 ilustra alguns desses mecanismos. 
 
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FIGURA 1.5 - Porcas. Fonte: Niemann (1971). 
 
Na figura 1.6 estão representados vários tipos de travas: em (a), porca castelo com 
coupilha; em (b) auto-retenção elástica com um anel de fibra; em (c), arruela de pressão; 
em (d), arruela dentada (dentes travados); em (e), chapa de travamento e em (f), acréscimo 
de atrito cônico na porca (exemplo: fixação da roda no carro). 
 
 
FIGURA 1.6 - Travamentos de segurança. Fonte: Niemann (1971). 
 
As figuras 1.7 e 1.8 mostram tipos específicos de juntas unidas por parafusos: na 
primeira, tem-se representada a fixação de peças não adjacentes por meio de parafusos 
distanciadores; na segunda, tem-se representada a união por meio de parafusos 
prisioneiros. 
 
 
FIGURA 1.7 - Parafusos distanciadores. Fonte: Niemann (1971). 
 
Na figura 1.8 (parte A) são mostradas três tipos de travamento: em (a), o 
travamento se dá por rosca; em (b), o travamento se dá por uma porca com possibilidade 
de regulagem e em (c), o travamento acontece por parafuso-pino com muita solicitação. 
Os parafusos diferenciais, como mostra o exemplo da parte B da figura 1.8, são geralmente 
utilizados em máquinas pesadas, como por exemplo, na fixação e desmontagem de fresas. 
 
 
 
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A: tipos de travamento B: parafuso diferencial 
 
 
FIGURA 1.8 - Tipos de travamento e parafusos diferenciais. Fonte: Niemann 
(1971). 
 
Quando se utilizam parafusos que serão movimentados, deve-se prever o desgaste 
dessa movimentação. A figura 1.9 mostra, esquematicamente, algumas possibilidades de 
conformação para parafusos em movimento. Os parafusos de fixação requerem muita 
atenção no que se refere às superfícies de contato (assento) da cabeça do parafuso e da 
porca, que devem ser planas, e a distribuição de carga por vários parafusos, para se evitar 
esforços desiguais entre eles, o que pode acarretar em distorções nas peças. Nesses casos, é 
conveniente a utilização de parafusos iguais, com o mesmo diâmetro e comprimento. 
 
 
FIGURA 1.9 - Parafusos em movimento. Fonte: Niemann (1971). 
 
Os parafusos sextavados são os mais conhecidos e utilizados. A figura 1.10 mostra, 
na parte A, as proporções normalizadas desse parafuso e, na parte B, a representação de um 
parafuso sextavado. As proporçõesdos parafusos são bastante rígidas. As figuras 1.11, 
1.12, 1.13,. 1.14 e 1.15 mostram, respectivamente, as proporções dos seguintes tipos de 
parafusos: parafusos diversos, parafusos de fixação, extremidades interiores de parafusos, 
parafusos passantes para madeira e parafusos para madeira com rosca soberba. 
 
 
 
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A: Proporções normalizadas de parafuso sextavado B: Parafuso sextavado 
 
 
 
 
 
FIGURA 1.10 - Parafusos sextavados. Fonte: Provenza (1988). 
 
Parafuso com cabeça 
cilíndrica oval 
Parafuso com cabeça 
redonda 
Parafuso com cabeça 
cilíndrica 
Parafuso com cabeça 
escareada oval 
 
Parafuso com cabeça 
escareada 
Parafuso Philip Parafuso Allen Parafuso de cabeça 
com pino 
 
FIGURA 1.11 - Parafusos diversos. Fonte: Provenza (1988). 
 
 
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FIGURA 1.12 - Parafusos de fixação. Fonte: Provenza (1988). 
 
 
 
FIGURA 1.13 - Extremidades interiores dos parafusos. Fonte: Provenza (1988). 
 
Cabeça lentilha Cabeça chata Cabeça cônica Cabeça sextavada 
 
FIGURA 1.14 - Parafusos passantes para madeira. Fonte: Provenza (1988). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Cabeça redonda Cabeça oval Cabeça chata Cabeça quadrada 
 
FIGURA 1.15 - Parafusos para madeira com rosca soberba. Fonte: Provenza 
(1988). 
 
As figuras 1.16 e 1.17 mostram os tipos de porcas existentes. 
 
Porca sextavada Porca com assento cônico Porco com assento esférico Porca cega 
 
Porca chapéu Porca com entalhes radiais Porca castelo 
 
FIGURA 1.16 - Porcas. Fonte: Provenza (1988). 
 
 
 
 
 
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Porca com furo de fixação Porca com parafuso de 
fixação 
Porca quadrada 
 
FIGURA 1.17 - Porcas. Fonte: Provenza (1988). 
 
Nem sempre os parafusos e porcas usadas nas máquinas são padronizados 
(normalizados) e, muitas vezes, não se encontra o tipo de parafuso desejado no comércio. 
Nesse caso, é necessário que a própria empresa faça os parafusos. Para isso é saber 
identificar o tipo de rosca do parafuso e calcular suas dimensões. 
 
Tipos de roscas: triangulares métrica normal, incluindo rosca métrica fina e rosca 
whitworth normal (BSW) e fina (BSF). 
 
P = passo da rosca 
d = diâmetro maior do parafuso (normal) 
d1 = diâmetro menor do parafuso (diâmetro do núcleo) 
d2 = diâmetro efetivo do parafuso (diâmetro médio) 
a = ângulo do perfil da rosca 
f = folga entre a raiz do filete da porca e a crista do filete do parafuso 
D = diâmetro maior da porca 
D1 = diâmetro menor da porca 
D2 = diâmetro efetivo da porca 
he = altura do filete do parafuso 
rre = raio de arredondamento da raiz do filete do parafuso 
rri = raio de arredondamento da raiz do filete da porca 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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• Rosca métrica triangular (normal e fina) 
 
FIGURA 1.18 – Rosca métrica. 
 
a = 60º . 
d1 = d - 1,2268P. 
d2 = D2 = d - 0,6495P. 
f = 0,045P. 
D = d + 2f . 
D1= d - 1,0825P. 
D2= d2. 
he = 0,61343P . 
rre = 0,14434P. 
rri = 0,063P. 
 
• Rosca witworth (triangular normal e fina) 
 
FIGURA 1.19 – Rosca witworth. 
 
a = 55º 
P = 1”/nºde filetes 
hi = he = 0,6403P 
rri = rre = 0,1373P 
d = D 
d1 = d - 2he 
D2= d2 = d - he 
 
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Exemplo - Calcular o diâmetro menor de um parafuso (d1) para uma rosca de 
diâmetro externo (d) de 10 mm e passo (p) de 1,5 mm. 
Cálculo: d1 = d - 1,2268P 
Substituindo os valores dessa fórmula: 
d1 = 10 - 1,2268.1,5 
d1 = 10 - 1,840 
d1 = 8,16 mm 
 
 
 
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FIGURA 1.20 – Dimensões da rosca. 
 
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1.3 – ARRUELAS E ANÉIS ELÁSTICOS 
 
A maioria dos conjuntos mecânicos apresenta elementos de fixação. Qualquer lugar 
que se usem esses elementos, seja em máquinas ou em veículos automotivos, existe o 
perigo de se ocorrer um afrouxamento imprevisto no aperto do parafuso. Para evitar esse 
inconveniente utiliza-se arruela. As arruelas têm a função de distribuir igualmente a força 
de aperto entre a porca, o parafuso e as partes montadas. Em algumas situações, também 
funcionam como elementos de trava. Os materiais mais utilizados na fabricação das 
arruelas são aço-carbono, cobre e latão. 
 
FIGURA 1.21 – Conjunto de fixação. 
 
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Existem vários tipos de arruela: lisa, de pressão, dentada, serrilhada, ondulada, de 
travamento com orelha, com furo quadrado, com serrilhamento interno, arruela para 
perfilados, etc. Para cada tipo de trabalho, existe um tipo ideal de arruela. A figura abaixo 
mostra alguns exemplos. 
 
 
Arruela lisa Arruela de pressão Arruela dentada 
 
 
Arruela serrilhada Arruela ondulada Arruela com travamento 
FIGURA 1.22 – Tipos de arruelas. 
 
O anel elástico é um elemento usado em eixos ou furos, tendo como principais funções: 
1. Evitar deslocamento axial de peças ou componentes; 
2. Posicionar ou limitar o curso de uma peça ou conjunto deslizante sobre o eixo. 
 
 
FIGURA 1.23 – Anel elástico. 
 
Na utilização dos anéis, alguns pontos importantes devem ser observados: 
- A dureza do anel deve ser adequada aos elementos que trabalham com ele; 
- As condições de operação são caracterizadas por meio de vibrações, impacto, 
flexão, alta temperatura ou atrito excessivo; 
- Um projeto pode estar errado: previa, por exemplo, esforços estáticos, mas as 
condições de trabalho geraram esforços dinâmicos, fazendo com que o anel 
apresentasse problemas que dificultaram seu alojamento; 
- A igualdade de pressão em volta da canaleta assegura aderência e resistência; 
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- A superfície do anel deve estar livre de rebarbas, fissuras e oxidações; 
- Dimensionamento correto do anel e do alojamento. 
 
 
1.4 – REBITES E PINOS 
 
Os rebites são peças fabricadas em aço, alumínio, cobreou latão. Unem peças ou 
chapas, principalmente, em estruturas metálicas, de reservatórios, caldeiras, máquinas, 
navios, aviões. Também é usado na fixação panelas, lonas e cintas. 
 
 
FIGURA 1.24 – Fixação de lonas. 
 
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FIGURA 1.25 – Tipos de rebites. 
 
Existem também rebites com nomes especiais: de tubo, de alojamento explosivo, 
etc. O rebite explosivo contém uma pequena cavidade cheia de carga explosiva. Ao se 
aplicar um dispositivo elétrico na cavidade, ocorre a explosão. 
 
Ferramentas para rebitagem 
 
Estampo - utilizado na rebitagem manual È feito de aço temperado e apresenta três partes: 
cabeça, corpo e ponta. Na ponta existe um rebaixo, utilizado para dar formato final na 
segunda cabeça do rebite. 
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FIGURA 1.26 – Estampo. 
 
Repuxador - O repuxador comprime as chapas a serem rebitadas. Feito de aço temperado e 
apresenta três partes: cabeça, corpo e face. Na face existe um furo que aloja a extremidade 
livre do rebite. 
 
 
FIGURA 1.27 – Repuxador. 
 
Rebitadeira pneumática ou hidráulica - funciona por meio de pressão contínua. Essa 
máquina tem a forma de um C e È constituída de duas garras, uma fixa e outra móvel com 
estampos nas extremidades. 
 
 
FIGURA 1.28 – Rebitadeira pneumática. 
 
A escolha do rebite È feita de acordo com a espessura das chapas que se quer 
rebitar. A prática recomenda que se considere a chapa de menor espessura e se multiplique 
esse valor por 1,5 segundo a fórmula: 
d = 1,5.S 
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Onde: 
d = diâmetro; 
S = menor espessura; 
1,5 = constante ou valor predeterminado. 
 
Exemplo - para rebitar duas chapas de aço, uma com espessura de 5 mm e outra com 
espessura de 4 mm, qual o diâmetro do rebite? 
Solução: 
d = 1,5.S 
d = 1,5.4 mm 
d = 6,0 mm 
 
O diâmetro do furo pode ser calculado multiplicando-se o diâmetro do rebite pela 
constante 1,06. Matematicamente, pode-se escrever: 
dF = dR.1,06 
 
Onde: 
dF = diâmetro do furo; 
dR = diâmetro do rebite; 
1,06 = constante ou valor predeterminado. 
 
O cálculo desse comprimento é feito por meio da seguinte fórmula: 
L = y d + S 
Onde: 
L = comprimento útil do rebite; 
y = constante determinada pelo formato da cabeça do rebite; 
d = diâmetro do rebite; 
S = soma das espessuras das chapas. 
 
 
FIGURA 1.29 – Dimensões do rebite. 
 
Os pinos e cavilhas têm a finalidade de alinhar ou fixar os elementos de máquinas, 
permitindo uniões mecânicas, ou seja, uniões em que se juntam duas ou mais peças, 
estabelecendo, assim, conexão entre elas. As cavilhas são chamadas também de pinos 
estriados, pinos entalhados, pinos ranhurados ou, ainda, rebite entalhado. A diferenciação 
entre pinos e cavilhas leva em conta o formato dos elementos e suas aplicáveis. Por 
exemplo, pinos são usados para junções de peças que se articulam entre si e cavilhas são 
utilizadas em conjuntos sem articulações; indicando pinos com entalhes externos na sua 
superfície. Esses entalhes é que fazem com que o conjunto não se movimente. A forma e o 
comprimento dos entalhes determinam os tipos de cavilha. 
 
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FIGURA 1.30 – Pino e cavilha. 
 
 
 
 
FIGURA 1.31 – Tipos de pinos. 
 
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FIGURA 1.32 – Tipos de cavilhas. 
 
 Outro tipo de pino é a chaveta. Sua forma, em geral, é retangular em cunha ou 
semicircular. A chaveta se interpõe numa cavidade de um eixo e de uma peça. A chaveta 
tem por finalidade ligar dois elementos mecânicos. 
 
FIGURA 1.33 – Chaveta. 
 
 Há vários tipos de chavetas como plana, embutida, meia-lua, lingüeta, plana, 
transversais, tangenciais e etc. e seu ajuste depende da forma e das características de 
trabalho. 
 
FIGURA 1.34 – Tipos de ajustes de chaveta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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FIGURA 1.1 - Nomenclaturas usuais. Fonte: Provenza (1988). ........................................... 1 
FIGURA 1.2 - Nomenclaturas usuais. Fonte: Provenza (1988). ........................................... 2 
FIGURA 1.3 - Parafusos. Fonte: Niemann (1971)................................................................ 3 
FIGURA 1.4 - Fixação de tampas por parafusos. Fonte: Niemann (1971). .......................... 3 
FIGURA 1.5 - Porcas. Fonte: Niemann (1971)..................................................................... 4 
FIGURA 1.6 - Travamentos de segurança. Fonte: Niemann (1971)..................................... 4 
FIGURA 1.7 - Parafusos distanciadores. Fonte: Niemann (1971). ....................................... 4 
FIGURA 1.8 - Tipos de travamento e parafusos diferenciais. Fonte: Niemann (1971)........ 5 
FIGURA 1.9 - Parafusos em movimento. Fonte: Niemann (1971)....................................... 5 
FIGURA 1.10 - Parafusos sextavados. Fonte: Provenza (1988). .......................................... 6 
FIGURA 1.11 - Parafusos diversos. Fonte: Provenza (1988). .............................................. 6 
FIGURA 1.12 - Parafusos de fixação. Fonte: Provenza (1988). ........................................... 7 
FIGURA 1.13 - Extremidades interiores dos parafusos. Fonte: Provenza (1988). ............... 7 
FIGURA 1.14 - Parafusos passantes para madeira. Fonte: Provenza (1988)........................ 7 
FIGURA 1.15 - Parafusos para madeira com rosca soberba. Fonte: Provenza (1988). ........ 8 
FIGURA 1.16 - Porcas. Fonte: Provenza (1988)................................................................... 8 
FIGURA 1.17 - Porcas. Fonte: Provenza (1988)................................................................... 9 
FIGURA 1.18 – Rosca métrica. .......................................................................................... 10 
FIGURA 1.19 – Rosca witworth. ........................................................................................ 10 
FIGURA 1.20 – Dimensões da rosca. ................................................................................. 12 
FIGURA 1.21 – Conjunto de fixação.................................................................................. 15 
FIGURA 1.22 – Tipos de arruelas....................................................................................... 16 
FIGURA 1.23 – Anel elástico. ............................................................................................ 16 
FIGURA 1.24 – Fixação de lonas. ...................................................................................... 17 
FIGURA 1.25 – Tipos de rebites......................................................................................... 18 
FIGURA 1.26 – Estampo. ................................................................................................... 19 
FIGURA 1.27 – Repuxador................................................................................................. 19 
FIGURA 1.28 – Rebitadeira pneumática. ...........................................................................19 
FIGURA 1.29 – Dimensões do rebite. ................................................................................ 20 
FIGURA 1.30 – Pino e cavilha............................................................................................ 21 
FIGURA 1.31 – Tipos de pinos........................................................................................... 21 
FIGURA 1.32 – Tipos de cavilhas. ..................................................................................... 22 
FIGURA 1.33 – Chaveta. .................................................................................................... 22 
FIGURA 1.34 – Tipos de ajustes de chaveta. ..................................................................... 22 
 
 
 
1 - ELEMENTOS DE FIXAÇÃO: PARAFUSOS, PORCAS, PINOS, REBITES, ANÉIS 
ELÁSTICOS E ARRUELAS ................................................................................................ 1 
1.1 - INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 1 
1.2 - PORCAS E PARAFUSOS........................................................................................ 2 
1.3 – ARRUELAS E ANÉIS ELÁSTICOS .................................................................... 15 
1.4 – REBITES E PINOS................................................................................................ 17 
 
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2 - ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO – POLIAS, 
CORREIAS, CORRENTES, ENGRENAGENS E CAMES 
 
2.1 - INTRODUÇÃO 
 
As polias fazem parte das chamadas máquinas de elevação e transporte. Os motores 
elétricos, em geral, têm uma freqüência de rotação fixa. No entanto, muitas vezes, as 
máquinas que são acionadas por eles, precisam desenvolver diferentes freqüências de 
rotação. Devido a isso, utilizam-se acoplamentos por intermédio de polias, condutoras e 
conduzidas, ou engrenagens. A figura 2.1 mostra 
um sistema de transmissão. Assim, considerando 
que a velocidade tangencial nas polias é a 
velocidade linear da correia, pode-se dizer que a 
velocidade tangencial da polia conduzida (A) é 
igual a velocidade tangencial da polia condutora 
(B). A velocidade tangencial é expressa pela 
equação V = 2πRf, onde “R” é o raio da polia, ou 
a distância do centro ao nível médio da correia, 
geralmente expressa em mm, m, “f” é a 
freqüência, geralmente expressa em rpm 
(rotações por minuto). A relação de transmissão 
também deve ser verificado em engrenagens. 
 
FIGURA 2.1 - Sistema de transmissão. 
 
2.2 - POLIAS 
 
As polias são peças cilíndricas movimentadas pelo eixo motor ou por correias ou 
correntes. São duas formas de acoplamentos de polias. Na primeira, mostrada na figura 2.1, 
as polias são acopladas por duas correias em forma de V (vista da secção transversal). Este 
formato permite maior rigidez no acoplamento entre polia e correia. Muitos outros 
sistemas de transmissão com polias e correias utilizam correias planas. Em eixos 
independentes. Nesse caso, admitindo-se que a correia seja inextensível e que não ocorram 
escorregamentos, a velocidade escalar das polias serão iguais. As equações abaixo 
mostram a relação de transmissão entre os raios e freqüências dessas polias. 
 
VA = VB ⇒ 2πRAfA = 2πRBfB ⇒ RAfA = RBfB 
 
B
A
B
A
f
f
R
R ==i 
 
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Outro tipo de agrupamento de polias é quando polias de diferentes diâmetros estão 
no mesmo eixo, muitas são chamadas de polias escalonadas. Para esse tipo de 
agrupamento, a velocidade angular, o período e a freqüência das polias são iguais. 
 
Tipos de polias 
 
Os tipos de polia são determinados pela forma da superfície na qual a correia se 
assenta. Elas podem ser planas ou trapezoidais. As polias planas podem 
apresentar dois formatos na sua 
superfície de contato. Essa 
superfície pode ser plana ou 
abaulada. A polia plana conserva 
melhor a correia enquanto que a 
polia abaulada guia melhor a 
correia. 
 
 
FIGURA 2.2 – Corte de polia plana e polia abaulada. 
 
 
A polia trapezoidal recebe esse nome porque 
a superfície na qual a correia se assenta apresenta a 
forma de trapézio. As polias trapezoidais devem ser 
providas de canaletas (ou canais) e são 
dimensionadas de acordo com o perfil padrão da 
correia a ser utilizada. 
 
 
 
 
 
 
FIGURA 2.3 – Corte de polia trapezoidal. 
 
Além das polias para correias planas e trapezoidais, existem as polias para cabos de 
aço, para correntes, polias (ou rodas) de atrito, polias para correias redondas e para correias 
dentadas. Algumas vezes, as palavras, roda e polia, são utilizadas como sinônimos. 
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FIGURA 2.4 – Tipos de polias. 
 
 
 
 
 
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2.3 - CORREIAS 
 
Os elementos de transmissão flexíveis (correntes, correias, etc.) são utilizados para 
a transmissão de potência onde a distância entre os acoplamentos é muito grande para a 
utilização de sistemas mecânicos, como conjuntos de engrenagens, eixos e mancais. Os 
elementos de transmissão flexíveis podem ser divididos em dois grandes grupos: os que 
mantêm constante a velocidade e os de velocidade variável. 
 
A principal característica do primeiro grupo é a de manter a mesma velocidade 
entre o sistema motor e o sistema movido. Entre eles, destacam-se os acoplamentos 
elásticos e as correntes. 
 
Os acoplamentos elásticos ligam diretamente o eixo motor ao eixo movido, 
apresentando como principais vantagens a facilidade de montagem, a capacidade de 
absorver choques, e a compensação de pequenos 
desalinhamentos. 
 
As correias mais usadas são planas e as 
trapezoidais. A correia em V ou trapezoidal é 
inteiriça, fabricada com seção transversal em forma 
de trapézio.É feita de borracha revestida de lona e È 
formada no seu interior por cordonéis vulcanizados 
para suportar as forças de tração. 
 
 
 
FIGURA 2.5 – Correia trapezoidal ou em “V”. 
 
O emprego da correia trapezoidal é preferível ao da correia plana porque: 
- Praticamente não apresenta deslizamento; 
- Permite o uso de polias bem próximas; 
- Elimina os ruídos e os choques, típicos das correias emendadas (planas). 
 
 Em casos em que não pode 
ocorrer de forma alguma um pequeno 
deslizamento, ou seja, o movimento 
tem de ser integralmente transmitido, 
utiliza-se correia dentada, como 
exemplo, as correias utilizadas em 
comando de válvulas do motor de um 
automóvel. 
 
 
FIGURA 2.6 – Correia dentada. 
 
 
 
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Para ajustar as correias nas polias, mantendo tensãoo correta, utiliza-se o esticador 
de correia. 
 
FIGURA 2.7 – Esticador de correia. 
 
 A relação de transmissão para correia plana não deve ser maior que 6 e, para correia 
trapezoidal, admite-se relação de transmissão até 10. 
 
2.4 - CORRENTES 
 
As correntes transmitem força e 
movimento que fazem com que a rotação 
do eixo ocorra nos sentidos horário e 
anti-horário. Para isso, as engrenagens 
devem estar num mesmo plano. Os eixos 
de sustentação das engrenagens ficam 
perpendicularesao plano. Entre as 
características básicas de uma 
transmissão por corrente, incluem-se a 
relação de transmissão constante e a 
possibilidade de acionar vários eixos a 
partir de uma única fonte motora. 
 
 
FIGURA 2.8 – Transmissão por corrente. 
 
Normalmente a falha de uma corrente ocorre por desgaste dos roletes ou pinos ou 
fadiga superficial decorrentes de jornadas muito grande de trabalho. A figura 2.9 mostra 
alguns tipos de correntes utilizados na indústria. 
Corrente de elo curto Corrente de elo intermediário 
 
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Corrente de elo com travessa Corrente de elo comprido 
 
Corrente de elos desmontáveis Corrente “Waucanson” 
 
 
FIGURA 2.9 - Correntes. Fonte: Provenza (1988). 
 
A figura 2.10 mostra algumas rodas utilizadas para transmissões via correntes. 
 
 
 
 
FIGURA 2.10 - Rodas para correntes. Fonte: Provenza (1988). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.5 – CABOS 
 
Cabos são elementos de transmissão que suportam cargas (força de tração), 
deslocando-as nas posições horizontal, vertical ou inclinada. Os cabos são muitos 
empregados em equipamentos de transporte e na elevação de cargas, como em elevadores, 
escavadeiras e pontes rolantes. 
 
FIGURA 2.11 – Sistemas de elevação e transporte. 
 
O cabo de aço se constitui de 
alma e perna. A perna se compõe 
de vários arames em torno de um 
arame central. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FIGURA 2.12 – Partes do cabo. 
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Existem vários tipos de distribuição de fios nas camadas de cada perna do cabo. Os 
principais tipos de distribuição são: 
• Normal - Os fios e dos arames e das pernas são de um único diâmetro; 
• Seale - As camadas são alternadas em fios grossos e finos; 
• filler - As pernas contêm fios de diâmetro pequeno que são utilizados como 
enchimento dos vãos dos fios grossos; 
• e Warrington - Os fios das pernas têm diâmetros diferentes numa mesma 
camada. 
 
 
Seale Filler 
FIGURA 2.13 – Tipos do cabo. 
 
As almas de cabos de aço podem ser feitas de vários materiais, de acordo com a 
aplicação desejada. Existem, portanto, diversos tipos de alma. Os mais comuns: alma de 
fibra, naturais (AF) ou artificiais (AFA), o tipo mais utilizado para cargas não muito 
pesadas; alma de algodão – para cabos pequenos; alma de asbesto – sujeitos a 
temperaturas elevadas; alma de aço – quando necessita de maior resistência à tração. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.6 – ENGRENAGENS 
 
As engrenagens são, talvez, o mais conhecido arranjo de 
elementos de máquinas conhecido, estando presente, desde 
produtos pequenos como relógios, até grandes máquinas de 
usinagem. Engrenagens são rodas com dentes padronizados que 
servem para transmitir movimento e força entre dois eixos. 
Muitas vezes, as engrenagens são usadas para variar o número de 
rotações e o sentido da rotação de um eixo para o outro. A figura 
2.14 mostra alguns exemplos. 
 
 
 
FIGURA 2.14 – Engrenagens de dente reto. 
 
Para produzir o movimento de rotação, as rodas devem estar engrenadas. As rodas 
se engrenam quando os dentes de uma engrenagem se encaixam nos vãos dos dentes da 
outra engrenagem. As engrenagens de um mesmo conjunto podem ter tamanhos 
diferentes. Quando um par de engrenagens tem rodas de tamanhos diferentes, a 
engrenagem maior chama-se coroa e a menor chama-se pinhão. 
 
Tipos de engrenagens 
 
• Engrenagens cilíndricas de dentes retos: A 
figura 2.15 mostra uma engrenagem 
cilíndrica de dentes retos com módulo igual a 
8 e número de dentes igual a 17. A partir 
desses dados, é possível determinar muitos 
elementos que compõem a engrenagem, 
figuras 2.15 a figura 2.17. 
 
 
 
 
 
 
 
 
FIGURA 2.15 – Engrenagem cilíndrica de dentes retos. Fonte: Provenza (1988). 
 
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FIGURA 2.16 – Engrenagem cilíndrica de dentes retos. Fonte: Provenza (1988). 
 
 
FIGURA 2.17 – Detalhe da engrenagem cilíndrica de dentes retos. 
 
Número de dentes: z = 17 
Módulo: m = 8 
Diâmetro primitivo: dp = m.z ⇒ dp = 136 mm 
Passo: P = m.π ⇒ P = 25,12 mm 
Espessura circular e vão: s = v = P/2 ⇒ s = v = 12,56 mm 
Espessura cordal: sc = m.z.sen α ⇒ sc = 12,56 mm 
Diâmetro externo: de = m (z + 2) ⇒ de = 152 mm 
Diâmetro interno: di = m (z – 2,334) ⇒ di = 117,32 mm 
Ângulo de pressão: θ = 200 
Diâmetro do círculo da base: db = dp.cos θ ⇒ db = 128 mm 
Altura da cabeça do dente: a = m ⇒ a = 8 mm 
Altura da cabeça do dente (cordal): ac = m [1 + z/2 (1 – cos α) ⇒ ac = 8,27 mm 
Altura do pé do dente: b = 1,1167m ⇒ b = 9,34 mm 
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Altura do dente: h = a + b ⇒ h = 17,34 mm 
Folga no pé do dente: e = 0,167 m ⇒ e = 1,34 mm 
Comprimento do dente: L = (6/20) m ⇒ L = 50 m 
Ângulo do dente: α = 90/z ⇒ α = 50 18’ 
 
• Engrenagem e 
cremalheira: Pode-
se acompanhar, pelas 
figuras que seguem, 
as principais 
medidas que 
compõem esse 
mecanismo, sendo 
que se conhece 
previamente m = 6; z 
= 6 e ângulo de 
pressão = 200. 
 
FIGURA 2.18 – Esquema da cremalheira de dentes retos. 
 
 
FIGURA 2.19 – Engrenagem e cremalheira. Fonte: Provenza (1988). 
 
 33 
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FIGURA 2.20 – Engrenagem e cremalheira. Fonte: Provenza (1988). 
 
Número de dentes: z = 24 
Módulo: m = 6 
Diâmetro primitivo: dp = m.z ⇒ dp = 144 mm 
Passo: P = m.π ⇒ P = 18,84 mm 
Espessura circular e vão: s = v = P/2 ⇒ s = v = 9,42 mm 
Espessura cordal: sc = m.z.sen α ⇒ sc = 9,417 mm 
Diâmetro externo: de = m (z + 2) ⇒ de = 156 mm 
Diâmetro interno: di = m (z – 2,334) ⇒ di = 129,99 mm 
Ângulo de pressão: θ = 200 
Diâmetro do círculo da base: db = dp.cos θ ⇒ db = 135,4 mm 
Altura da cabeça do dente: a = m = 6 mm 
Altura do pé do dente: b = 1,167 m ⇒ b = 7 mm 
Altura do dente: h = a + b ⇒ h = 13 mm 
Folga no pé do dente: e = 0,167 m ⇒ e = 1 mm 
Comprimento do dente: L = (6/20) m ⇒ L = 48 mm 
Ângulo do dente: α = 90/z ⇒ α = 30 45’ 
 
 34 
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FIGURA 2.21 – Detalhe da engrenagem e cremalheira. Fonte: Provenza (1988). 
 
• Engrenagens cilíndricas de dentes 
helicoidais: Nas engrenagens helicoidais 
os dentes são oblíquos em relação ao eixo 
da engrenagem. As figuras que seguem 
mostram um conjunto de engrenagens 
cilíndricas de dentes helicoidais com 
módulo igual a 4, 15 dentes no pinhão, 26 
dentes na coroa e ângulo de inclinação do 
dente β = 180. 
 
 
 
 
 
 
 
FIGURA 2.21– Engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais. Fonte: Provenza 
(1988). 
 
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FIGURA 2.22 – Engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais. Fonte: Provenza 
(1988). 
 
• Engrenagens cônicas a 900: As figuras 2.23 a 2., 
mostram um conjunto de engrenagens cônicas a 900 
com módulo igual a 5, 12 dentes no pinhão, 25 dentes 
na coroa e ângulo entre os eixos γ = 900. 
 
 
 
 
 
 
 
 
FIGURA 2.23 – Engrenagens cônicas a 900. Fonte: Provenza (1988). 
 
• Engrenagens cônicas a 750: A figura que segue mostra um conjunto de engrenagens 
cônicas a 750 com módulo igual a 4,5; 16 dentes no pinhão, 34 dentes na coroa e 
ângulo entre os eixos γ = 750. 
 36 
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FIGURA 2.24 – Engrenagens cônicas a 750. Fonte: Provenza (1988). 
 
• Engrenagens cônicas a 
1200: A figura mostra 
um conjunto de 
engrenagens cônicas a 
1200 com módulo igual 
a 5, 19 dentes no pinhão, 
30 dentes na coroa e 
ângulo entre os eixos de 
1200. 
 
 
 
 
 
 
 
FIGURA 2.25 – Engrenagens cônicas a 1200. Fonte: Provenza (1988). 
 
 
 
 
 37 
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• Coroa e rosca sem fim: As 
figuras 2.26 e 2.27 mostram um 
conjunto de coroa e rosca sem 
fim, com módulo igual a 3, 40 
dentes na coroa e ângulo de 
inclinação de 200. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FIGURA 2.26 – Coroa e rosca sem fim.. Fonte: Provenza (1988). 
 
 
FIGURA 2.27 – Coroa e rosca sem fim. Fonte: Provenza (1988). 
 
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• Engrenagens helicoidais de eixos 
ortogonais: As figuras 2.28 e 2.29 
mostram um conjunto de engrenagens 
helicoidais de eixos ortogonais, com 
módulo igual a 3, 15 dentes no pinhão e 
28 dentes na coroa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FIGURA 2.28 – Engrenagens helicoidais de eixos ortogonais. Fonte: Provenza 
(1988). 
 
 
FIGURA 2.29 – Engrenagens helicoidais de eixos ortogonais. Fonte: Provenza 
(1988). 
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• Engrenagens helicoidais de eixos 
reversos: As figuras 2.30 e 2.31 
mostram um conjunto de 
engrenagens helicoidais de eixos 
reversos, com módulo igual a 4, 18 
dentes no pinhão e 31 dentes na 
coroa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FIGURA 2.30 – Engrenagens helicoidais de eixos reversos. Fonte: Provenza 
(1988). 
 
 
FIGURA 2.31 – Engrenagens helicoidais de eixos reversos. Fonte: Provenza 
(1988). 
 
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2.7 – CAMES 
 
Came é um elemento de m·quina cuja superfície 
tem um formato especial. Normalmente, há um 
excêntrico, isto é, essa superficie possui uma 
excentricidade que produz movimento num segundo 
elemento denominado seguidor seguidor. 
 
 
FIGURA 2.32 – Came. 
 
Tipos de cames 
 
 
FIGURA 2.33 – Came de disco com diferentes extremidades. 
 
 
 41 
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FIGURA 2.34 – Came de Tambor. 
 
 
FIGURA 2.35 – Came frontal. 
 
 
FIGURA 2.36 – Came de palminha. 
 
 42 
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FIGURA 2.1 - Sistema de transmissão................................................................................ 23 
FIGURA 2.2 – Corte de polia plana e polia abaulada. ........................................................ 24 
FIGURA 2.3 – Corte de polia trapezoidal........................................................................... 24 
FIGURA 2.4 – Tipos de polias............................................................................................ 25 
FIGURA 2.5 – Correia trapezoidal ou em “V”. .................................................................. 26 
FIGURA 2.6 – Correia dentada........................................................................................... 26 
FIGURA 2.7 – Esticador de correia. ................................................................................... 27 
FIGURA 2.8 – Transmissão por corrente............................................................................ 27 
FIGURA 2.9 - Correntes. Fonte: Provenza (1988).............................................................. 28 
FIGURA 2.10 - Rodas para correntes. Fonte: Provenza (1988).......................................... 28 
FIGURA 2.11 – Sistemas de elevação e transporte............................................................. 29 
FIGURA 2.12 – Partes do cabo. .......................................................................................... 29 
FIGURA 2.13 – Tipos do cabo............................................................................................ 30 
FIGURA 2.14 – Engrenagens de dente reto. ....................................................................... 31 
FIGURA 2.15 – Engrenagem cilíndrica de dentes retos. Fonte: Provenza (1988). ............ 31 
FIGURA 2.16 – Engrenagem cilíndrica de dentes retos. Fonte: Provenza (1988). ............ 32 
FIGURA 2.17 – Detalhe da engrenagem cilíndrica de dentes retos.................................... 32 
FIGURA 2.18 – Esquema da cremalheira de dentes retos. ................................................. 33 
FIGURA 2.19 – Engrenagem e cremalheira. Fonte: Provenza (1988)................................ 33 
FIGURA 2.20 – Engrenagem e cremalheira. Fonte: Provenza (1988)................................ 34 
FIGURA 2.21 – Detalhe da engrenagem e cremalheira. Fonte: Provenza (1988). ............. 35 
FIGURA 2.21 – Engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais. Fonte: Provenza (1988).. 35 
FIGURA 2.22 – Engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais. Fonte: Provenza (1988).. 36 
FIGURA 2.23 – Engrenagens cônicas a 900. Fonte: Provenza (1988)................................ 36 
FIGURA 2.24 – Engrenagens cônicas a 750. Fonte: Provenza (1988)................................ 37 
FIGURA 2.25 – Engrenagens cônicas a 1200. Fonte: Provenza (1988).............................. 37 
FIGURA 2.26 – Coroa e rosca sem fim.. Fonte: Provenza (1988). .................................... 38 
FIGURA 2.27 – Coroa e rosca sem fim. Fonte: Provenza (1988). ..................................... 38 
FIGURA 2.28 – Engrenagens helicoidais de eixos ortogonais. Fonte: Provenza (1988). .. 39 
FIGURA 2.29 – Engrenagens helicoidais de eixos ortogonais. Fonte: Provenza (1988). .. 39 
FIGURA 2.30 – Engrenagens helicoidais de eixos reversos. Fonte: Provenza (1988). ...... 40 
FIGURA 2.31 – Engrenagens helicoidais de eixos reversos. Fonte: Provenza (1988). ...... 40 
FIGURA 2.32 – Came. ........................................................................................................ 41 
FIGURA 2.33 – Came de disco com diferentes extremidades............................................41 
FIGURA 2.34 – Came de Tambor....................................................................................... 42 
FIGURA 2.35 – Came frontal. ............................................................................................ 42 
FIGURA 2.36 – Came de palminha. ................................................................................... 42 
 
2 - ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO – POLIAS, CORREIAS, CORRENTES, 
ENGRENAGENS E CAMES ............................................................................................. 23 
2.1 - INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 23 
2.2 - POLIAS................................................................................................................... 23 
2.3 - CORREIAS ............................................................................................................. 26 
2.4 - CORRENTES ......................................................................................................... 27 
2.5 – CABOS................................................................................................................... 29 
2.6 – ENGRENAGENS................................................................................................... 31 
2.7 – CAMES .................................................................................................................. 41 
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3 - ELEMENTOS DE APOIO – MANCAIS E MOLAS 
 
3.1 - INTRODUÇÃO 
 
Os elementos de máquinas de apoio têm grandes responsabilidades em 
equipamentos. Embora o aspecto construtivo de mancais e molas é bastante diferenciado e 
apresentam aplicações bem distintas, a não utilização destes pode comprometer 
determinados equipamentos. Os mancais se dividem em mancais de deslizamento e 
mancais de rolamentos. As molas por sua vez, podem apresentar-se em várias formas em 
um mesmo produto, como por exemplo, um relógio. 
 
3.2 - MANCAIS 
 
 
3.2.1 - Mancais de rolamento 
 
O termo mancal de rolamento é usado para 
descrever a classe de mancais onde o esforço principal é 
transmitido através de um elemento de contato rolante, 
ao invés de deslizante. Nesse tipo de mancal, o atrito 
inicial e o atrito de serviço são iguais (aproximadamente 
iguais, para ser exato), e os efeitos de carga, velocidade e 
temperatura são pequenos. 
 
Os fabricantes desenvolveram muitos tipos 
diferentes de mancais de rolamento, tabelados em função 
do tipo e do tamanho. Em seus guias, pode-se encontrar 
as recomendações de forças de serviço, limite de 
velocidade, tipo específico de lubrificação, etc. Logo, o 
problema fundamental de um designer não é projetar um 
rolamento, mas sim, selecionar o tipo de rolamento mais 
adequado para as condições de serviço exigidas pelo 
projeto. Nas figuras seguintes apresentam-se alguns tipos 
de rolamentos disponíveis nas lojas especializadas. 
 
 
 
 
 
FIGURA 3. 1 - Rolamento fixo de uma carreira de esferas. Fonte: Provenza 
(1988). 
 
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Rolamentos fixos de uma carreira de esferas: 
o rolamento fixo de uma carreira de esferas tem pistas 
profundas, sem orifício para entrada das esferas. Graças 
a profundidade das pistas, ao tamanho das esferas e ao 
íntimo contato entre as esferas e as pistas, esse 
rolamento possui grande capacidade de carga, inclusive 
no sentido axial. É, por isso, muito adequado para 
resistir às cargas de todas as direções. Sua construção 
lhe permite suportar consideráveis cargas axiais, mesmo 
a velocidades muito elevadas (figura 3.1 e figura 3.2). 
 
 
 
 
 
 
FIGURA 3. 2 – Esboço em corte do rolamento fixo de uma carreira de esferas. 
 
 
Rolamentos autocompensadores de esferas: o 
rolamento autocompensador de esferas tem duas carreiras 
de esferas e uma pista esférica comum ao anel externo. 
Graças à esfericidade da pista, o rolamento é 
autocompensador, o que o torna insensível a ligeiros 
desalinhamentos do eixo provenientes de montagem 
defeituosa, esforços sobre o eixo, desníveis das fundações, 
etc. Pelo mesmo motivo, o rolamento não pode ocasionar 
flexões no eixo, o que é de grande importância quando se 
trata de aplicações em que se requer alta velocidade e 
exatidão (figura 3.3 e figura 3.4). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FIGURA 3.3 - Rolamento autocompensador de esferas. Fonte: Provenza (1988). 
 
 44 
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FIGURA 3.4 - Rolamento autocompensador de esferas e aplicação 
 
Rolamentos de rolos cilíndricos: os rolos do rolamento 
cilíndrico são guiados por rebordos em um dos anéis. O outro 
anel geralmente não tem rebordos. Essa exceção apresenta a 
vantagem de permitir que o eixo se desloque axialmente, dentro 
de certos limites, em relação à caixa. Os rolamentos com 
rebordos nos dois anéis podem fixar axialmente o eixo, sempre 
que as forças sejam muito reduzidas. A desmontagem é muito 
fácil, mesmo que ambos os anéis estejam montados com ajuste 
forte. Este rolamento é adequado para cargas relativamente 
grandes e pode também suportar altas velocidades (figura 3.5 e 
3.6). 
 
 
 
 
 
 
 
FIGURA 3.5 - Rolamento de rolos cilíndricos. Fonte: Provenza (1988). 
 
FIGURA 3.6 - Rolamento de rolos cilíndricos e sua aplicação. 
 
 
 
 
 45 
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Rolamentos autocompensadores de rolos: o 
rolamento autocompensador de rolos tem duas carreiras de 
rolos e uma pista esférica comum no anel externo, 
característica a qual deve sua propriedade de alinhamento 
automático. O número e o tamanho de seus rolos e a 
exatidão com que estes são guiados conferem a esse 
rolamento uma capacidade de carga muito grande. O de 
tipo largo também pode suportar cargas axiais 
consideráveis, provenientes de qualquer direção (figura 3.7 
e 3.8). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FIGURA 3.7 - Rolamento autocompensador de rolos. Fonte: Provenza (1988). 
 
 
FIGURA 3.8 - Rolamento autocompensador de rolos e sua aplicação. 
 
 
 
 
 
 
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Rolamentos de contato angular: o rolamento de 
contato angular de uma carreira de esferas tem as pistas 
dispostas de forma que a pressão exercida pelas esferas está 
dirigida em ângulo agudo com respeito ao eixo. Em 
conseqüência dessa disposição, o rolamento é especialmente 
apropriado para resistir a uma grande carga axial, devendo-se 
montá-lo contraposto a outro rolamento que possa receber a 
carga axial existente em sentido contrário. Esse rolamento não 
é desmontável (figura 3.9). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FIGURA 3.9 - Rolamento de contato angular. Fonte: Provenza (1988). 
 
Rolamentos de contato angular de duas 
carreiras de esferas: o rolamento de contato angular de 
duas carreiras tem as pistas de maneira que as linhas de 
pressão formadas pelas duas carreiras de esferas se 
dirigem a dois pontos do eixo relativamente distantes 
entre si. Ao contrário de outros tipos de rolamentos, este 
tem carga prévia, que lhe permite reduzir, entre pequenos 
limites, os movimentos axiais do eixo, mesmo sob cargas 
de direçãovariável. Para sua construção, esse rolamento é 
apropriado para órgão giratórios de máquinas que 
requerem dois apoios, porém nos quais se dispõe de 
espaço para um só rolamento (figura 3.10). 
 
 
 
 
 
 
FIGURA 3.10 - Rolamento de contato angular de duas carreiras de esferas. 
Fonte: Provenza (1988). 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Rolamentos axiais de esferas com escora: o 
rolamento axial de esferas de escora simples consta de 
uma carreira de esferas entre duas placas, uma das 
quais, a placa móvel, é de assento plano, enquanto que 
a outra, a placa fixa, pode ter assento plano ou esférico. 
Neste último caso, o rolamento se apoia em uma 
contraplaca. Os rolamentos com assento plano 
deveriam, sem dúvida, ser preferidos para a maioria das 
aplicações, porém, os de assento esférico são muito 
úteis em certos casos, para compensar pequenas 
inexatidões de fabricação das caixas. O rolamento 
destina-se a suportar carga axial em uma só direção 
(figura 3.11 e 3.13). 
 
 
 
 
 
FIGURA 3.11 - Rolamento axial de esferas de escora simples. Fonte: Provenza 
(1988). 
 
Rolamentos axiais de esferas de escora 
dupla: o rolamento axial de esferas de escora 
dupla tem duas carreias de esferas, uma para 
cada direção de carga, e três placas fixas são 
iguais as do rolamento de escora simples, 
podendo ser de assento plano ou esférico. O 
rolamento destina-se a resistir a cargas axiais de 
direção variável (figura 3.12 e 3.13). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FIGURA 3.12 - Rolamento axial de esferas de escora dupla. Fonte: Provenza 
(1988). 
 
 
 
 
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FIGURA 3.13 - Rolamento axial de esferas de escora e sua aplicação. 
 
Rolamentos axiais autocompensadores de 
rolos: o rolamento axial autocompensador de rolos 
tem uma carreira de rolos em posição oblíqua, os 
quais, guiados por um ressalto da placa móvel, 
giram sobre a superfície esférica da placa fixa. Em 
conseqüência, o rolamento possuir capacidade de 
carga muito grande e alinhamento automático 
perfeito. Graças a execução especial da superfície 
de apoio dos rolos no ressalto de guia, os rolos 
giram separados do ressalto por uma fina camada de 
óleo. O rolamento pode, por isso, girar a grande 
velocidade, mesmo suportando elevada carga. 
Contrariamente a outros rolamentos axiais, este 
pode, também, resistir a cargas radiais (figura 3.14). 
 
 
 
 
FIGURA 3.14 Rolamento axial autocompensador de rolos. Fonte: Provenza 
(1988). 
 
 
 
 
 
 
 
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Rolamentos de rolos cônicos de uma carreira de esferas: 
o rolamento de rolos cônicos, graças a posição oblíqua da 
pista, é especialmente adequado para resistir a cargas 
radiais e axiais. Para os casos em que a carga axial é muito 
importante, há uma série de rolamentos cujo ângulo é 
muito aberto. Esse rolamento deve ser montado contraposto 
a outro capaz de suportar os esforços axiais em sentido 
contrário. O rolamento é desmontável; tanto o anel interno 
com seus rolos e o anel externo, monta-se cada um 
separadamente (figura 3.15). 
 
 
FIGURA 3.15 - Rolamento de rolos cônicos de uma carreira de esferas. Fonte: 
Provenza (1988). 
 
Rolamento de agulhas: os rolamentos de 
agulhas, indicados para suportar esforços radiais 
intensos, são de pequena espessura, possibilitando, 
assim, o emprego de assentos mais leves e de 
dimensões reduzidas; apresentam alta rigidez, o que 
permitem que suportem maiores cargas com muito 
menor desgaste; funcionam silenciosamente, mesmo 
quando submetidos a regimes de altas rotações (figura 
3.16). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FIGURA 3.16 - Rolamento de agulhas. Fonte: Provenza (1988). 
 
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3.2.1.1 - Maiores causas de falhas prematuras nos rolamentos 
 
- Montagem incorreta 16% - Cerca de 16 % de todas as falhas prematuras nos 
rolamentos são causadas por má montagem (usualmente 
impactos fortes) e pelo desconhecimento da disponibilidade das 
ferramentas de montagem corretas. Para uma montagem ou 
desmontagem correta e eficaz podem ser utilizados métodos 
mecânicos, hidráulicos ou térmicos. Montagem profissional, 
usando ferramentas e técnicas especializadas, é outro passo 
positivo para alcançar o máximo de duração das máquinas. 
 
 
FIGURA 3.17 - Rolamento deformado não esfericamente. 
 
 
- Lubrificação inadequada 36% - Embora os rolamentos possam ser montados e 
esquecidos, cerca de 36 % das falhas prematuras são causadas por especificação incorreta e 
aplicação inadequada do lubrificante. Inevitavelmente, qualquer 
rolamento privado de lubrificação adequada, falhará muito antes 
do limite da sua duração. Porque os rolamentos são geralmente os 
componentes menos acessíveis nas máquinas, a lubrificação 
negligenciada, muito freqüentemente constitui o problema. 
Sempre que a manutenção manual não seja viável, os sistemas de 
lubrificação totalmente automática podem ser especificados para 
uma lubrificação ótima. 
 
FIGURA 3.18 - Rolamento deformado plasticamente com escamação. 
 
 
- Contaminação 14% - Um rolamento é um componente de precisão que não funcionará 
eficazmente a menos que tanto ele próprio como os seus 
lubrificantes estejam isolados de contaminação. E, dado que os 
rolamentos vedados, em inicialmente já lubrificados, são 
responsáveis só por uma pequena proporção de todos os 
rolamentos em uso, pelo menos 14% de todas as falhas 
prematuras são atribuídas aos problemas de contaminação. 
 
 
 
FIGURA 3.19 - Rolamento com contaminante abrasivo. 
 
 
 
 
 
 
 
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- Fadiga 34% - Sempre que as máquinas estejam sobrecarregadas, servidas 
incorretamente ou sem apoio, os rolamentos sofrem as 
conseqüências, resultando em 34% de todas as falhas prematuras 
nos rolamentos. Pode-se evitar falhas súbitas ou inesperadas 
desde que os rolamentos negligenciados ou fatigados emitam 
sinais de alarme, que podem ser detectados e interpretados com a 
utilização do equipamento de monitorização de condição. A gama 
inclui instrumentos portáteis, sistemas fixos e software de gestão 
de dados para controlo de monitorização de condição periódica ou 
contínua de parâmetros chave de operação. 
FIGURA 3.20 - Rolamento deformado com estrias de fadiga. 
 
3.2.1.2 - Condições da máquina e do rolamento 
 
Visando garantir uma longa vida do rolamento, é importante que se determine à 
condição da máquina e do rolamento durante a operação. Uma boa manutenção preventiva 
irá reduzir tanto as paradas da máquina, quanto os custos totais de manutenção. A 
variedade dos parâmetros mais importantes para a medição das condições da máquina em 
busca de um ótimo desempenho de rolamentos é: 
- Ruído 
- Temperatura 
- Velocidade 
- Vibrações 
- Alinhamento 
- Condição do óleo 
- Condição do rolamento 
 
3.2.1.3 - Ferramentas para análise de rolamentos 
 
- Tacômetro ótico de função única ou múltipla 
O tacômetro óptico permite medir rotações por processo óptico ou por contato. 
Pode ser equipado com sensor remoto e adaptador