Trabalho de elemaq

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A figura representa um carro elétrico de 400 Kg. Ele deve, a partir do repouso, atingir a velocidade de 36 Km/h, em 5s. Para determinar a potência do motor elétrico, em um primeiro cálculo, temos o seguinte:
Calcular a aceleração.
v = v0 + at , onde v0 = 0 ; v = 10 m/s ; t = 5s.
Calcular a força do motor para esta aceleração, desprezando, por enquanto, as perdas.
F = m.a
Calcular, agora, o deslocamento
v2 = v02 + 2. a . d
Calcular o trabalho e a potência do motor.
F.d ( Força e deslocamento com o mesmo sentido)
, Potência em W
Aumentar em 20% a potência do motor para compensar as perdas e considerar para esse motor : 4polos – 1800rpm 
Atenção!
Neste caso, deveríamos considerar mais precisamente a resistência à inclinação e a resistência à aceleração. Para se determinar o rendimento de um motor de marcha, pode–se partir da resistência ao rolamento. No acionamento elétrico por bateria será necessário verificar se o momento de arranque do motor escolhido é suficiente para a aceleração do veículo num lapso de tempo não excessivamente demorado, além de verificar se o motor e a bateria possuem uma capacidade de sobrecarga durante um tempo mais ou menos breve para poder superar uma inclinação de 5%.
Calcular a rotação do pneu
v = .d.n; onde v é a velocidade do carro ; d é o diâmetro da roda ( 40cm).
Com a rotação da roda e a rotação do motor, calcular a relação de transmissão entre a entrada e a saída.
Dividir esta relação entre três pares de engrenagens. 
1)Dimensionar a transmissão
2)Dimensionar o eixo traseiro, considerando aço com e = 690 mpa e s = 1,8. usar Tresca, sabendo que o eixo tem 900 mm de comprimento e a engrenagem encontra-se no ponto médio, conforme figura.
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DETERMINAÇÃO DO MOTOR
Para o cálculo do motor de um sistema de translação, como o carro acima, é muito importante que se avalie a resistência à translação.
Segundo a apostila de seleção de acionamentos da SEW EURODRIVE, a resistência à translação pode ser dada pela fórmula:
 ( Newton)
Onde: R é resistência à translação ( N);
m é a massa e g é a gravidade;
D é o diâmetro da roda livre (mm);
L é o coeficiente de atrito no mancal;
d é o diâmetro do mancal (mm);
f é o braço de alavanca do atrito rolante (mm);
c é o coeficiente de atrito no flange da roda
Esta fórmula é usada para o cálculo da potência estática (Ns) – Potência requerida para a velocidade de regime (estado não acelerado).
Onde v é a velocidade e T é o rendimento.
O rendimento é o produto do rendimento dos elementos externos ( correias, cabos, correntes, rodas dentadas....) de transmissão pelo rendimento do redutor.
As tabelas no final do texto fornecem esses dados:
, onde R ee são, respectivamente, rendimento do redutor e rendimento dos elementos externos de transmissão.
É também importante uma avaliação do rendimento reverso, o qual pode ser dado pela fórmula:
. É fácil verificar que se = 0,5 ou menos ocorre o auto-travamento.
Para o cálculo da potência total, temos:
Onde 
NT é potência total; Nc é potência dinâmica da carga ; NM é a potência dinâmica do motor e Ns é a potência estática.
 e 
CÁLCULO DA ACELERAÇÃO CRÍTICA (ac r)
A aceleração crítica é aquela aceleração máxima a partir da qual a roda derrapa.
, considerando plano horizontal, 
, onde m’ é a massa sobre as rodas motrizes. O carro sendo de tração em duas rodas, implica que 
, então,
, portanto 
POTÊNCIA TOTAL (sem a potência dinâmica do motor, uma vez que ainda não se tem o motor)
O próximo passo é escolher o motor no catálogo.
VERIFICAÇÃO DO DESEMPENHO COM OS DADOS DO MOTOR
- Cálculo do momento de inércia de massa externo para o movimento linear.
Onde: v é dado em m/s; nm é dado em rpm; m é dada em Kg; e Jx é dada em Kgm2.
- Torque nominal 
- Torque de aceleração
- Momento de carga
-Tempo de partida com carga.
- aceleração na partida com carga
Obs.: A rigor, os cálculos devem ser feitos com carga e sem carga. Deve-se também avaliar o número de partidas admissível e o desempenho de frenagem.
TABELAS:
Rendimentos para elementos externos de transmissão: Fonte - Apostila SEW - Seleção de acionamentos.
	Elementos
	Condição
	Rendimento
	Correias em V
	Por volta completa da polia (tensão da correia: normal)
	0,88 – 0,93
	Correia dentada
	Por volta completa / rolos com mancal de rolamento
 (tensão da correia: normal
	0,90 – 0,96
	Correntes
	Por volta completa / engrenagens com mancal de rolamento
 (função do tamanho da corrente)
	0,90 – 0,96
	Redutores
	Lubrificação à óleo – engrenagens helicoidais e cônicas
	0,94 – 0,97
Coeficientes de atrito em mancais: Fonte - Apostila SEW - Seleção de acionamentos.
	Mancais
	Coeficiente de atrito
	Rolamento 
	L = 0,005
	Deslizamento
	L = 0,08 – 0,1
Coeficientes de atrito no flange da roda e entre a roda e o chão: Fonte - Apostila SEW - Seleção de acionamentos; Resnick, R.; Halliday, D. Krane, K.S. - Física 1 – 40 ed.
	Rodas com mancal de rolamento
	C = 0,003
	Rodas com buchas
	C = 0,005
	Rolos – guias laterais
	C = 0,002
	Borracha no concreto seco
	e= 1,0 e d = 0,8
Atrito rolante – braço de alavanca do atrito rolante: Fonte - Apostila SEW - Seleção de acionamentos
	Superfícies de contato
	Braço de alavanca (f)
	Aço contra aço
	0,5mm
	Madeira contra aço (Transportador de rolos)
	1,2mm
	Material sintético contra aço
	2mm
	Borracha dura contra aço
	7mm
	Material sintético contra concreto
	5mm
	Borracha dura contra concreto
	10-20mm
	Borracha semi-dura contra concreto
	15-35mm
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