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Disciplina MECANISMOS PROJETOS DE SISTEMAS MECÂNICOS Profa. Marlene Araújo de Faria. Engenharia Mecânica. (UFRN – 1985) - CREA N ◦ 2681/D. Especialização em Sistemas Térmicos.(EFEI - 1993) Mestrado Eng. Produção :Qualidade e Produtividade Industrial. (UFAM - 2003). Doutorado Biotecnologia : Desenvolvimento de Projetos de Produtos Biomecânicos e Biotecnológicos. (UFAM -2010). 26/09/2017 1 Tópicos da Disciplina • Introdução a Disciplina. Sistema de Ajustes e Tolerâncias.: Exemplos de aplicação • Introdução aos diferentes elementos mecânicos: elementos de apoios, de fixação, e elementos de transmissão mecânica. Bibliografia Mabie, Hamilton H. Dinâmica das Máquinas – 2. ed. – Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1980. Baxter, Mike R. Projeto de Produto – 2. ed. São Paulo: Blucher, 2000. Lira, Francisco Adval . Metrologia na Industria – São Paulo: Etica, 2001. - Faria, Marlene A. Análise e Simulação do comportamento mecânico de prótese ortopédica de membros inferiores. VI Congresso de Ingenieria de Materiales (CIM). CUJAE:CUBA, 2006. 26/09/2017 2 Sistema de Ajustes e Tolerâncias Conteúdo: Noções de intercambiabilidade e seus tipos. • Noções sobre as dimensões nominais, reais, limites, separações limites, ajuste e tolerâncias. • Construção dos sistemas de ajustes e tolerâncias para ajustes típicos entre elementos de máquinas e outros objetos. Aula 1 26/09/2017 3 Objetivos: • Conhecer a forma em que se realiza a seleção dos ajustes. • Noções sobre as dimensões nominais, reais, limites, separações limites, ajuste e tolerâncias. • Construção dos sistemas de ajustes e tolerâncias para ajustes típicos entre elementos de máquinas e outros objetos. Bibliografia • Norma NBR 6158 Sistemas de Tolerâncias e Ajustes • Apostila SENAI Leitura e Interpretação de Desenho Mecânico pg. 82 a 93 • Apresentação em PowerPoint 26/09/2017 4 Nas construções mecânica é impossível obter peças com as dimensões exatamente igual, à dimensões indicadas no desenho, por diferentes razões, como por exemplo: - Defeitos e desgaste das ferramentas de corte. - Imperfeição dos instrumentos de medida. - Erros de leitura do operador, etc. Tolerâncias. Portanto, Todas as peças são fabricadas com dimensões que se “afastam” mais ou menos da cota ou dimensão nominal de desenho. 26/09/2017 5 Tolerâncias dimensionais Por isso, é necessário pré-estabelecer o intervalo dos limites entre os quais pode variar as dimensões de uma peça, é preciso estabelecer tolerâncias dimensionais. As finalidades do uso das tolerâncias dimensionais, são:, 1. Evitar, durante a fabricação, peças com dimensões excessivas, que ocorre quando não se indicam tolerâncias no desenho. 2. Estabelecer limites para os desvios em relação à dimensão nominal. 26/09/2017 6 Para poder garantir uma intercambiabilidade entre as peças na industria mecânica elas deves ser fabricadas dentro de determinados limites de tolerâncias. Tolerâncias nas dimensões Tolerâncias de forma e posição Tolerâncias de acabamento superficial Tipos de tolerâncias Tolerâncias. 26/09/2017 7 Exemplo de um desenho de um eixo com suas tolerâncias 26/09/2017 8 Terminologia de tolerâncias dimensionais Dimensão nominal (Dn ou dn): é a dimensão indicada no desenho, por exemplo 20 mm. Dimensão efetiva ou real: é a dimensão que se obtém medindo a peça. Geralmente não coincide com a dimensão nominal, por exemplo 20.015 mm. 26/09/2017 9 Terminologia de tolerâncias dimensionais Dimensão limite: são os valores máximos e mínimos admissíveis para a dimensão efetiva. Existem dois tipos: Dimensão máxima (Dmáx o dmáx) É o valor máximo admissível para o dimensão efetiva Eixo Dimensão mínima (Dmín o dmín) É o valor mínimo admissível para o dimensão efetiva Furo 26/09/2017 10 Terminologia de tolerâncias dimensionais Tolerância (T): é a variação permissível da dimensão da peça, dada pela diferencia entre as dimensões máxima e mínima. A tolerância se calcula, pela seguiste expressão. T= Dmáx – Dmín para os furos t= dmáx – dmín para os eixos Eixo Furo26/09/2017 11 Terminologia de tolerâncias dimensionais Afastamento: é a diferencia entre as dimensões limites e a nominal. Existem dois tipos: Afastamento inferior (Ai e ai) É a diferencia entre a dimensão mínima e a nominal Ai= Dmín – Dn para os furos ai= dmín – dn para os eixos Afastamento superior (As e as) É a diferencia entre a dimensão máxima e a nominal As= Dmax – Dn para os furos as= dmáx – dn para os eixos Afastamento superior = +0.015 Afastamento inferior = -0.0120 015.0 01.0 Exemplo: Dimensão nominal 26/09/2017 12 Terminologia de tolerâncias dimensionais Linha zero: é a linha que nos desenho fixa a dimensão nominal, e serve de origem aos afastamentos. Eixo Furo Afastamento superior Afastamento inferior 26/09/2017 13 Terminologia de tolerâncias dimensionais A tolerância também pode-se determinada como a diferencia entre o afastamento superior e afastamento inferior. Para os furos T = As –Ai ou T = Dmáx – Dmín Para os eixos t = as – ai ou t = dmáx – dmín 26/09/2017 14 Exercício Exemplo Um eixo tem dimensão nominal 55 mm. A tolerância admitida apresenta afastamento superior +0,018 mm e afastamento inferior -0,012 mm. Calcular: a) A tolerância ou campo de tolerância. b) As dimensões máxima e mínima. c) Faça uma representação gráfica da zona de tolerância. 26/09/2017 15 Exercício Resposta a) Cálculo da tolerância t = as – ai t = 0.018 – (-0.012) t = 0.030 mm Dados dn = 55 mm (dimensões nominal) as = 0.018 mm (afastamento superior) ai = -0.012 mm (afastamento inferior) 26/09/2017 16 Exercício Resposta (continuação) b) Cálculo da dimensão mínima ai = dmín – dn dmín = dn + ai dmín = 55 + (-0.012) dmín = 54.988 mm Cálculo da dimensão máxima as = dmáx – dn dmáx = dn + as dmáx = 55 + 0.018 dmáx = 55.018 mm 26/09/2017 17 Exercício Resposta (continuação) c) Representação gráfica t = 0.030 mm dmín = 54.988 mm dmáx = 55.018 mm 54.988 55.018 t = 0.030 26/09/2017 18 Sistema de tolerância Sistema de tolerância: é definido como o conjunto de princípios, regras, formulas e tabelas que permitem escolher as tolerâncias de forma racional, para a produção econômica das partes mecânicas intercambiáveis. Qualidade de trabalho: é o grau de precisão, com os quais pode ser fabricada uma peça. Existem 18 graus de precisão, designadas por um número entre 01, até 16 precedido das letras IT, denominadas tolerâncias fundamentais. Por exemplo IT01, IT4, IT7, IT10 até IT16 Qualidade de trabalho 26/09/2017 19 Sistema de tolerância Qualidade de trabalho ou fabricação IT Estes valores são usados em a mecânica extraprecisa, é desenho de instrumentos de alta precisão Estes valores são usados em a mecânica corrente ou de precisão Estes valores são usados para peças que não requerem grande precisão 26/09/2017 20 Seleção das tolerâncias Para selecionar uma tolerância usa-se a tabela seguinte. Grupo de dimensão nominal Qualidade de trabalho 26/09/2017 21 Seleção das tolerâncias Para selecionar uma tolerância usa-se a tabela seguinte. 26/09/2017 22 Determinar a tolerância de uma dimensão que tem como valor nominal 125 mm e uma qualidade de trabalho de IT7. Por exemplo Seleção das tolerâncias Dimensão nominal = 125 mm. (o valor está entre 120 e 180 mm)IT7 Tolerância 40 micrometros, igual a 0.040 mm 26/09/2017 23 Determine a qualidade de trabalho (IT) da seguinte dimensão de um eixo Outro exemplo Seleção das tolerâncias 020.0 010.075 Resposta Calcular a tolerância t = as – ai = 0.020 – (-0.010) t = 0.030 mm = 30 micrometros Com o valor do tolerância e a dimensão nominal entrar à tabela de tolerância fundamentais. 26/09/2017 24 Seleção das tolerâncias Dimensão nominal = 75 mm. (o valor está entre 50 e 88 mm) IT7 Tolerância 30 micras, igual a 0.030 mm 26/09/2017 25 Sistema de tolerância Campos de tolerância ou Posição das zonas toleradas: é zona gráfica localizada entre as linhas que indicam as medidas máximas e mínima. Eixo Furo Zona de tolerância 26/09/2017 26 Terminologia de tolerâncias dimensionais O sistema ISO estabelece 28 campos de tolerâncias, identificados por letras do alfabeto latino. Cada letra esta associada a um determinado campo de tolerância. Os campos de tolerância para eixo são representados por letras minúsculas e para os furos por letras maiúsculas. Muito importante 26/09/2017 27 Campos de tolerâncias Letras maiúsculas para os furos Letras minúsculas para os eixos 26/09/2017 28 Campos de tolerâncias O número 7 indica a qualidade de trabalho, IT7, e está associado a uma qualidade de trabalho da mecânica corrente. A dimensão nominal é de 20 mm. A letra H indica o campo de tolerância Por exemplo A tolerância é indicada por H7 26/09/2017 29 Sistema de ajuste Duas peças lisas que penetram uma em outra para formar um montagem ou entrar na composição de um conjunto mecânico, é chamado Sistema de ajuste. A uma das peças chama-se EIXO e a outra FURO 26/09/2017 30 Sistema de ajuste EIXO É um termo convencional, é qualquer parte de uma peça cuja superfície externa, se aloja em uma superfície interna da outra peça. 26/09/2017 31 Sistema de ajuste FURO É um termo convencional, é qualquer parte de uma peça cuja superfície interna, aloja a uma superfície externa da outra peça. 26/09/2017 32 Sistema de ajuste Folga ou jogo: é a diferença entre as dimensões do furo e do eixo, quando o eixo é menor que o furo. Existem dois tipos de folga ou jogo: Folga máxima (Fmáx) É a diferença entre as dimensões máxima do furo e mínima do eixo Fmáx = Dmáx - dmín Folga mínima (Fmín) É a diferença entre as dimensões mínima do furo e a máxima do eixo. Fmín = Dmín - dmáx 26/09/2017 33 Sistema de ajuste Interferência: é a diferença entre as dimensões do eixo e do furo, quando o eixo é maior que o furo. Existem dois tipos de interferência: Interferência máxima (Imáx) É a diferença entre a dimensões máxima do eixo e mínima do furo Imáx = dmáx - Dmín Interferência mínima (Imín) É a diferença entre a dimensões mínima do eixo e a máxima do furo Imín = dmín - Dmáx 26/09/2017 34 Classes de ajustes Ajuste: é o comportamento de um eixo num furo, ambos da mesma dimensão nominal. Existem três classes de ajuste: Ajuste com folga (Móvel) Ajuste interferência ou prensados Ajuste indeterminado 26/09/2017 35 Sistema de ajuste Ajuste com folga ou moveis: é aquele onde o afastamento superior do eixo é menor ou igual ao afastamento inferior do furo. as Ai Linha zero as <= Ai Furo Eixo 26/09/2017 36 Se a dimensão máxima do eixo é menor que a dimensão mínima do furo há Folga ou jogo. dmáx < Dmín Dmáx Dmín dmín dmáx Sistema de ajuste Representação da folga ou jogo 26/09/2017 37 Sistema de ajuste Ajuste com interferência ou prensado: é aquele onde o afastamento superior do furo é menor ou igual ao afastamento inferior do eixo. aiAs Linha zero As <= ai Furo Eixo 26/09/2017 38 Se a dimensão mínima do eixo é maior que a dimensão máxima do furo há Interferência. dmín > Dmáx Dmáx Dmín dmín dmáx Sistema de ajuste Representação da interferência Imáx = dmáx - Dmín Imín = dmín - Dmáx 26/09/2017 39 Sistema de ajuste Ajuste indeterminado: é aquele onde o afastamento superior do eixo é maior que o afastamento inferior do furo. E o afastamento superior do furo é maior que o afastamento inferior do eixo . as > Ai e As > ai Fmáx Imáx Furo Eixo 26/09/2017 40 Sistema de ajuste O ajuste indeterminado pode ter Folga ou Interferência, dependendo das dimensões reais das peças 26/09/2017 41 Sistema de ajuste Existem três sistemas de ajustes, que são: Furo-base Eixo-base Sistema misto 26/09/2017 42 Sistema de ajuste Furo-base Em este sistema a linha zero é o limite inferior da tolerância do furo, portanto, o afastamento inferior do furo é zero. O campo de tolerância para o furo é H, e para o eixo varia de a a z Exemplos d5 H6 42 É um ajuste com folga ou móvel É um ajuste indeterminado ou incerto É um ajuste com interferência ou prensados u7 H8 122 n6 H7 98 013.0 020 26/09/2017 43 Sistema Furo-base 26/09/2017 44 Esta tabela indica os ajustes recomendados para atender às necessidades correntes da mecânica para o sistema furo-base. 26/09/2017 45 Sistema de ajuste Exemplos h5 D6 42 Eixo-base Em este sistema a linha zero é o limite superior da tolerância do eixo, portanto, o afastamento superior do eixo é zero. O campo de tolerância para o eixo é h, e para o furo varia de A a Z É um ajuste com folga ou móvel h6 M6 53 É um ajuste indeterminado ou incerto h6 T7 45 É um ajuste com interferência ou prensados 0 009.020 26/09/2017 46 Sistema de ajuste Esta tabela indica os ajustes recomendados para atender às necessidades correntes da mecânica para o sistema eixo-base. 26/09/2017 47 Sistema de ajuste Exemplos f8 M8 50 Sistema misto É aquele sistema que não é nem sistema furo-base, nem sistema eixo-base. j6 N7 60 c11 A11 70 26/09/2017 48 h5 D6 42 h6 M6 53 h6 T7 45 Eixo-base f8 M8 50 j6 N7 60 c11 A11 70 Sistema mistoFuro-base d5 H6 42 n6 H7 98 Sistema de ajuste Dos três sistemas deve-se adotar normalmente o sistema FURO-BASE Em casos excepcionais a utilização de um sistema MISTO IMPORTANTE u7 H8 122 26/09/2017 49 a) Complete os espaços com os valores correspondentes: • afastamento superior: ________ • afastamento inferior: ________ • dimensão máxima: ________ • dimensão mínima: ________ b) Dentre as medidas abaixo, assinale com um X as cotas que podem ser Dimensões efetivas deste ressalto: 20,5 ( ) 20,04 ( ) 20,06 ( ) 20,03 ( ) Exercício 1 Analise a vista ortográfica cotada e faça o que é pedido. +0.05 20.05 mm +0.03 20.03 mm X X 26/09/2017 50 Analise o pino e indique o que é pedido a) Afastamento superior:__________ b) Afastamento inferior: __________ +0.02 -0.02 c) Dimensão máxima:__________ d) Dimensão mínima : __________ 12.02 mm 11.98 mm Exercício 2 26/09/2017 51 Assinale com um X a faixa de qualidade de trabalho que corresponde à mecânica de precisão para furos. a) ( ) de IT 01 a IT 3; b) ( ) de IT 4 a IT 11; c) ( ) de IT 12 a IT 16. X Exercício 3 26/09/2017 52 Numa mesma peça, as cotas podem vir acompanhadas de diferentes afastamentos, de acordo com as necessidades funcionais de cada parte. Analise o desenho técnico do pino com rebaixo,ao lado. Depois, interprete as cotas pedidas. Exercício 4 26/09/2017 53 Observe o desenho técnico e complete os espaços em branco. a) A dimensão nominal do comprimento (largura) da peça é ______, o afastamento superior é _______, e o afastamento inferior é ________, b) O diâmetro da parte rebaixada tem dois afastamentos positivos: ______ e ______; logo; a dimensão efetiva deste diâmetro deve ser um valor entre _________ e _________ c) A dimensão máxima do comprimento da parte rebaixada é ________ e a dimensão mínima é _________. d) O diâmetro maior da peça tem 2 afastamentos negativos, logo a dimensão efetiva desta cota é ________ que a dimensão nominal. 40 mm +0.25 -0.25 +0.23 12.23 mm 12.12 mm 20.2 mm 19.9 mm menor +0.12 26/09/2017 54 Calcule a tolerância da cota indicada no desenho. Tolerância = _________ Tolerância = _________ 0.21 – 0.20 – (– 0. 41) = 0.21 ou 15,8 – 15.59 = 0.21 0.13 0.28 - 0.15 = 0.13 ou 20,28 – 20.15 = 0.13 Exercício 5 26/09/2017 55 Analise as cotas com indicação de tolerância ISO e escreva F para as que se referem a furos e E para as que se referem a eixos. a) 21H6 ( ) F E c) 30h5 ( ) d) 150h7 ( ) e) 485E9 ( ) f) 500M8 ( ) E E F F Exercício 6 b) 18f 7 ( ) 26/09/2017 56 Sabendo que o afastamento superior do eixo (0) é maior que o inferior (-0,012 mm) e o afastamento superior do furo (0,018 mm) é maior que o inferior (-0,012 mm), assinale com um X tipo de ajuste entre este furo e este eixo. ( ) Ajuste com folga (Moveis) ( ) Ajuste interferência ou prensados ( ) Ajuste indeterminado ou incertoX as > Ai e As > ai Como 0 > -0.012 e 0.018 > -0.012 é um ajuste indeterminado Exercício 7 26/09/2017 57 Analise os desenhos técnicos e assinale com um X a alternativa que corresponde ao sistema de ajuste utilizado. a) ( ) sistema furo- base b) ( ) sistema eixo- base X a) ( ) sistema furo- base b) ( ) sistema eixo- base X Exercício 8 26/09/2017 58 Orientações para a próxima aula: Identificar exemplos mecânicos utilizados nas empresas de segmento de Duas Rodas. Muito obrigada pela presença. Contatos: marlene260310@gmail.com 26/09/2017 59
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