Projeto de Máquinas

Prévia do material em texto

zz	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
 
 
 
 Eixo dianteiro de bicicleta. 
 Desenho de conjunto e fabricação. 
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
zz	
  
	
  
2016	
  
1. Objetivo 
Tem como meta desenvolver o conhecimento para a elaboração de um desenho 
técnico do conjunto de eixo dianteiro de uma bicicleta. Especificar todos os materiais, 
parâmetros de construção, tolerâncias geométricas a acabamento. Também apresentara 
o memorial de cálculos apontando as forças de cisalhamento, e tensões e os critérios de 
falha Von Mises e Tresca. 
 
2. Introdução 
2.1 Desenho técnico 
Constitui-se no único meio conciso exato e inequívoco para comunicar a forma do 
objeto; daí a sua importância na tecnologia, face à notória dificuldade da linguagem 
escrita ao tentar a descrição da forma, apesar da riqueza de outras informações que 
essa linguagem possa veicular (Bornancini s. d.) 
 
Através dos conceitos da geometria descritiva e da associação de normas 
técnicas estabelecidas pela ABNT, estrutura-se o desenho técnico. 
Alguns programas como: CAD, SOLID WORKS e outros, desempenham a função 
que um dia foram executadas pelo desenhista projetista, profissional altamente técnico e 
com a capacidade entender as solicitações do engenheiro e transportar para o papel 
através do desenho e das anotações, todas as etapas do processo fabril de determinada 
peça e suas aplicações. 
Importante descrever todas as fases de construção, bem como os materiais as 
serem utilizados, calculo os acabamentos necessarios, as tolerâncias dimensionias, 
ajustes que o operador deverá realizar. 
 
 
 
 
 
 
 
zz	
  
2.2 Gráficos dimensionais 
Através dos gráficos podemos estabelecer os afastamentos superiores e inferiores, 
apontar se a conexão FURO / EIXO irá trabalhar com folga, interferencia ou ajuste. 
Na fabricação em série, é necessário que as peças acopladas sejam passíveis de 
serem trocadas por outras, que tenham as mesmas especificações das peças originais. 
Assim, ao se fabricar componentes mecânicos é fundamental que as peças sejam 
intercambiáveis ao montá-las, sem que sejam submetidas a tratamentos ou ajustes 
suplementares ou seja, quando se monta um conjunto mecânico, tomar-se ao acaso, de 
um lote de peças semelhantes, prontas e verificadas, uma peça qualquer que, montada 
ao conjunto em questão, sem nenhum ajuste ou usinagem posterior, dará condições 
para que o sistema mecânico cumpra as funções para as quais foi projetado. 
Com a intercambiabilidade, peças fabricadas em série podem ser montadas, sem 
necessidades de ajustes, somente é garantida através de uma adequada seleção das 
tolerâncias e ajustes. 
Um requisito fundamental da intercambiabilidade é a seleção de um processo de 
fabricação que assegure a produção de peças com igual exatidão, corresponde as 
dimensões reais da peça e aquelas indicadas no desenho. 
No processo de fabricação não é possível produzir um número ilimitado de peças 
com exatidão absoluta. Diversas causas como inexatidões das máquinas, dos 
dispositivos ou dos instrumentos de medição fazem com que as dimensões reais (ou 
efetivas) das peças sejam diferentes daquelas indicadas no desenho, chamadas de 
Peças reais possuem dimensões que se afastam para mais ou para menos da cota 
nominal, apresentando uma certa inexatidão. 
Podemos afirmar dimensões nominais, são as dimensões indicadas no desenho de 
uma peça. Elas são determinadas através do projeto mecânico, em função dos objetivos 
que deverão atingir. 
Neste projeto serão apresentados como aditivo em papel milimetrado. 
 
 
 
zz	
  
2.3 Tensões Principais, Cisalhamento e Critério de Falhas 
Tensão se origina do conceito elementar de pressão, onde consiste numa força normal 
por unidade de área. Por tensão, entende-se uma extensão dessa idéia para os casos 
em que a força por unidade de área pode não ser, necessariamente, normal. pode-se 
dizer que uma área elementar dS é responsável por uma parcela dF daquelas forças 
transmitidas (ação e reação). 
 
Cisalhamento ou Tensão de Corte é um tipo de Tensão gerado por forças aplicadas 
em sentidos opostos porém em direções semelhantes no material analisado. A aplicação 
de forças perpendiculares mas em sentidos opostosUma força de corte é a componente 
tangencial da força que age sobre a superfície e, dividida pela área da superfície, dá 
origem à tensão de corte média sobre a área quando a esta tende a um ponto. ��� 
 
 
Considere as tensões chamadas de 1. A área projetada em que elas agem é um 
retângulo com uma altura igual à espessura da junta e uma largura igual ao diâmetro do 
parafuso. A força cortante representada pelas tensões chamadas de 1 é P/2. 
zz	
  
O cisalhamento é provocado pela ação direta da carga aplicada F. 
Ocorre frequentemente em vários tipos de acoplamentos simples que usam parafusos 
pinos, material de solda etc. 
 
 
Critérios de Falhas 
Considerando que uma estrutura está em perfeita condições enquanto pode efetuar 
trabalho e testes com baixa probabilidade de falha durante o tempo que se pretende 
utilizar. A falha impede que o componente, máquina, equipamento ou estrutura exerça 
sua função estrutural. As falhas podem ser catastróficas ou não catastróficas. 
• Falha catastrófica aquela que ocorre sem aviso prévio e envolve grande parte da 
estrutura. 
• Falha não catastrófica é previsível e geralmente envolve grandes deformações 
plásticas, trincas que se propagam por grandes extensões durante um tempo grande e 
consequentemente pode ser monitorada. 
Pode se caracterizar como instabilidade elástica, deformação elástica excessiva, 
flambagem catastrófica, ou não catastrófica. 
O limite de escoamento é ultrapassado e ocorre empenos, estricção, rótula plástica, etc. 
A ruptura ocorre por tração subsequente à deformação plástica excessiva. Propagação 
de trincas ou perda de material no tempo. Fadiga, Fluência, Desgaste, Erosão, Corrosão 
(várias formas). Falha por transformação microestrutural progressiva, grafitização, 
esferoidização, descarbonetação, etc.. 
 
 
 
zz	
  
Critério de von Mises 
Num ponto sujeito a um estado de tensão triaxial, o escoamento se inicia quando a 
média quadrática das diferenças entre as tensões principais se iguala a verificada no 
início do escoamento do ensaio de tração 
De acordo com o critério de von Mises, o material se comporta elasticamente quando 
 
 
 
Critério de Tresca (Máxima Tensão Cisalhante) 
As deformações plásticas ocorrem num ponto do material quando a máxima tensão 
cisalhante atinge o valor da máxima tensão cisalhante causando o início do escoamento 
no ensaio de tração 
 
 
 
 
 
 
Conclusão: 
Com base nos resultados encontrados, vimos que as forcas atuantes estão na 
direção de “Y”. Podemos constatar que o esforço realizado no eixo de dianteiro de uma 
bicicleta é relativamente baixo uma vez que o sistema parafuso e porca trava a região de 
maior impacto e distribui a força concentrada para o garfo. 
 
 
 
 
zz	
  
Bibliografia: 
- Universidade Federal de Juiz de Fora 
- Puc Rio 
- EngBrasil 
- Resistência dos materiais - Hibbeler