ATPS Elementos de Maquinas

Prévia do material em texto

CENTRO UNIVERSITARIO ANHANGUERA – CAMPO LIMPO
ENGENHARIA DE PRODUÇÃO 5°/6° – ELEMENTOS DE MAQUINAS
NONONONONON 				RA XXXXXXXXX
PROJETO MECANICO EIXO CARDAN
Orientador Prof. FULANO
SÃO PAULO
2015
Índice de figuras
Figura 1- Anéis Elásticos	6
Figura 2 - Mancal de deslizamento	6
Figura 3- Mancais de rolamento	7
Figura 4-Roda motora (Pinhão)	8
Figura 5- Roda movida (Coroa) e corrente	8
Figura 6 - Sistema de transmissão por eixo cardan	9
Figura 7- Identificação dos elementos.	10
RESUMO
Este projeto visa a modificação de um sistema de transmissão mecânica via corrente pinhão/coroa para um sistema eixo cardam acoplamento. Iremos abordar todos os elementos que fazem parte do referido sistema, suas características individuais, suas limitações e qualidades. Mostrando os prós e os contras em usar um sistema ou outro.
Levando em conta os custos financeiros e aplicabilidade do sistema, o sistema corrente/coroa/pinhão é um sistema barato e por consequência é o mais utilizado em motocicletas por exemplo, mas sua aplicação na área industrial nem sempre é viável se o movimento a ser executado exige torques elevados ou o ambiente atenda alguma norma de BPF (Boas Práticas de Fabricação) pois esse sistema pode lançar no ambiente partículas de graxa, óleos e outras advindas do próprio desgaste do sistema.
Já o sistema eixo cardam suporta cargas elevadas, é silencioso, mas tem uma perda maior da potência do motor em relação a um sistema de corrente. Sua implantação é mais cara, no caso das motocicletas somente aquelas de alto nível possuem esse tipo de sistema, na indústria porem ele é muito utilizado.
INTRODUÇÃO
Anéis Elásticos
Mancais de deslizamento
Mancais de rolamento
Transmissão por Corrente
Transmissão por Eixo
Acoplamento
Eixo
Anéis Elásticos
Para que seja possível a utilização de ambos os sistemas que iremos abordar nesse trabalho é necessário fazer uso de vários Elementos de Maquinas. 
Por exemplo para fixação das engrenagens no eixo do motor e na roda traseira da motocicleta, será necessário utilizar elementos de fixação, entre eles temos os anéis elásticos que são utilizados como trava. São feitos em aço mola e tem o formato de um anel incompleto, e o mesmo se fixa em uma cavidade no eixo impedindo que a coroa se solte quando ele estiver em movimento.
 Figura 1- Anéis Elásticos
Mancais
Este elemento é um suporte de apoio de eixos e rolamentos sua principal função é reduzir o atrito e, consequentemente, aumentar o rendimento do sistema mecânico, entre partes que se movem entre si.
Mancais de deslizamento
•Suportam maiores cargas
•Mais silenciosos em altas velocidades
•Exigem mais espaço radial
•Isolamento elétrico
•Problemas de temperatura					Figura 2 - Mancal de deslizamento
Mancais de Rolamento
Na tentativa de reduzir sensivelmente os problemas de atrito de resistência à alta velocidade, encontrados nos mancais de deslizamento, chegou-se aos mancais de rolamento ou simplesmente rolamentos. Os rolamentos são simplesmente rolamentos de máquinas constituídos por dois anéis de aço (geralmente SAE 52 100) separados por uma ou mais fileiras de esferas ou rolos
A classificação dos rolamentos é dada de acordo com os tipos de forças que eles suportam:
• Radiais – não suportam cargas axiais e impedem o deslocamento no sentido transversal ao eixo.
• Axiais – não podem ser submetidos a cargas radiais e impedem o deslocamento no sentido axial, isto e, longitudinal ao eixo.
• Mistas – suportam tanto carga radial, como axial. Impedem o deslocamento tanto no sentido transversal, quanto no axial. 
Também são classificados em esferas os elementos internos são esferas e são indicados para altas rotações, já os de roletes os corpos rolantes são formados de rolos cilíndricos, cônicos ou barriletes, suportam cargas maiores porém não suportam altas rotações.
 Figura 3- Mancais de rolamento
Transmissão por correntes
A transmissão de potência é feita através do engrenamento entre os dentes da engrenagem e os elos da corrente; não ocorre o deslizamento. É necessário para o funcionamento desse conjunto de transmissão que as engrenagens estejam em um mesmo plano e os eixos paralelos entre si.
Basicamente esse sistema possui uma engrenagem menor chamada roda motora (Pinhão) que transmite o movimento para a corrente que por sua vez transfere o movimento para uma engrenagem maior chamada de roda movida (Coroa). Com uma perda de potência muito baixa. Suas vantagens são o baixo custo de aquisição/manutenção, maior facilidade na manutenção/reposição do conjunto e baixa perda de potência. Em contrapartida possui baixa durabilidade, precisa de constante manutenção, emite ruídos e acúmulo de sujeira devido o desgaste.
 Figura 4-Roda motora (Pinhão)
 Figura 5- Roda movida (Coroa) e corrente
Transmissão por eixos
Os eixos são elementos de máquinas cuja função está relacionada à capacidade de suportar outros componentes mecânicos, não transmitindo potência. São denominados como os principais elementos de transmissão, pois podem estar presentes em qualquer máquina. Geralmente são fabricados em aço ou ligas de aço, pelo fato de os materiais metálicos apresentarem propriedades mecânicas superiores à de outros materiais. 
A transmissão do tipo eixo cardan foi herdada da tecnologia dos automóveis. Apesar de ter um princípio relativamente simples, o cardan torna-se um sistema complexo nas motocicletas devido a seu volume e peso. Pois seu funcionamento consiste em um eixo que parte da caixa de câmbio, recebendo a potência do motor, e vai até a roda traseira onde passa essa força para um par de engrenagens, que transmite o movimento para a roda. Por exigir mais do motor, é, entre os três, o sistema que há mais perda de potência, entre 15% a 20%. 
Devo salientar que a transmissão por eixo cardan é livre de manutenção é um sistema limpo com baixo índice de ruído que leva a uma suavidade do sistema e alta durabilidade, mas em contrapartida tem alto custo de reposição, perda de potência e manutenção complicada quando necessária.
	
 Figura 6 - Sistema de transmissão por eixo cardan
DESENVOLVIMENTO
Até o presente momento falamos sobre as transmissões de movimento/torque por corrente e eixo, agora vamos descrever o nosso projeto que envolve a substituição da corrente por um eixo Cardan. A baixo descreveremos os elementos necessários para implantação de um sistema de transmissão por eixo Cardan o nome de cada elemento a ser utilizado, bem como suas medidas e características técnicas.
Utilizamos um acoplamento de eixo flexíveis que permite a transmissão de energia de um eixo de direcionamento para um eixo acionado que consegue compensar totalmente pelos 4 desalinhamento de eixo, esses desvios de eixo são inevitáveis, durante a operação as forças resultantes causam o curvamento dos eixos ou expansão térmica.
	6
	3
	0
	6
	Z
	Z
Utilizamos mancal de rolamento para eixo interno de 30mm de diâmetro blindado 	diâmetro externo 72 m 
 No eixo Cardan teremos movimento radial com capacidade estática 16,200N e capacidade de carga dinâmica radial 30,500N.
Velocidade limite: 13700/min
Carga limite de fadiga radial 1020N
Cardan com diâmetro de 30mm podem suportar até 400Kg, e sua capacidade de rotação é entre 10 a 300 RPM
Figura 7- Identificação dos elementos.
CONCLUSÃO
Neste trabalho de Elementos de Máquinas tratamos de diversos componentes mecânicos empregados para construção dos sistemas de transmissão tanto via corrente quanto por eixo.
Para que fosse possível este projeto foi necessário um estudo detalhado dos tipos de elementos de máquinas e suas funções e propriedades em equipamentos, sendo que de acordo com as suas funções ou aplicações, podem ser denominados de elementos de fixação,apoio, transmissão, acoplamentos, vedação, flexíveis.
Mas não é só chegar na máquina e inserir o elemento que bem entender, para que isso seja feito é necessário usar cálculos para definir o tipo de material a ser usado nas peças, se irão sofrer esforços axiais, radiais ou ambos. É necessário calcular a angulação das engrenagens, acoplamentos e eixos para que o sistema funcione corretamente. 
No caso da roda motora, roda movida, engrenagens e correntes é necessário calcular a distância entre os dentes da engrenagem, se ela será plana ou helicoidal por exemplo.
Esperamos que em um futuro próximo, tenhamos em mente todas essas ferramentas de cálculo necessárias para desenvolver qualquer projeto que nos for solicitado, e com isso mostrar para que todos que somos engenheiros capazes.
REFERENCIAS
Elementos de máquinas / Alessandro de Franceschi, Miguel Guilherme Antonello. – Santa Maria, RS : Universidade Federal de Santa Maria, Colégio Técnico Industrial de Santa Maria : Rede e-Tec Brasil, 2014
Noções Básicas de Elementos de Máquinas – Mecânica © SENAI - ES, 1996
http://www.graduacao.mecanica.ufrj.br/pdf/9_-_Mancais_de_Rolamentos.pdf acesso em 25/11/2015
http://loucomotos.blogspot.com.br/2009/05/corrente-x-correia-x-carda.html acesso em 25/11/2015
http://www.shopcar.com.br/noticias/vantagens-e-desvantagens-em-cada-tipo-de-transmiss-o-das-mot/26-06-2014/10438 acesso em 26/11/2015