Correias como Elemento de Transmissão de Potência

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA 
 ESCOLA POLITÉCNICA – EPUFBA 
 ELEMENTOS DE MÁQUINAS E MOTORES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Leni Santos Brito 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SALVADOR 
 
 
 
 
 
DEZEMBRO 2010 
 
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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA 
 ESCOLA POLITÉCNICA – EPUFBA 
 ELEMENTOS DE MÁQUINAS E MOTORES 
 
 
 
 
Leni Santos Brito 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho sobre correias, na disciplina ENG169 pela 
Universidade Federal da Bahia, como avaliação parcial. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SALVADOR 
 
 
 
 
 
DEZEMBRO 2010 
 
 
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Apresentação 
 
O presente trabalho objetiva apresentar as correias como elemento de transmissão de 
potência, suas características, particularidades, usos e inovações. 
Este conhecimento se faz importante, visto que, nos dias de hoje, as correias ganham 
cada dia mais espaço na indústria devido à sua facilidade de manutenção, baixo custo, 
limpeza e proteção contra vibrações e sobrecargas. 
As correias são largamente utilizadas nas indústrias de máquinas operatrizes e 
automotiva; são encontradas em diversos equipamentos, desde pequenos aparelhos 
eletrônicos até equipamentos industriais de grande porte. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Sumário 
 
1 Introdução 5 
2 Generalidades 5 
3 Vantagens 6 
4 Características, aplicação e materiais de fabricação 7 
5 
Tipos de correias 
 
8 
6 Geometria da transmissão 12 
7 Projetos de correias 13 
8 Polias 21 
9 Procedimentos de manutenção com correias e polias 21 
10 Conclusão 22 
11 Bibliografia 23 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 5 
1 – Introdução 
As correias, juntamente com as polias são um dos meios mais antigos de transmissão de 
movimento. É um elemento flexível, normalmente utilizado para transmissão de 
potência entre dois eixos paralelos distantes. Elas são fabricadas em várias formas e 
com diversos materiais. 
2 - Generalidades 
A transmissão de potência no conjunto só se verifica possível em decorrência do atrito 
existente entre polia e correia. Para se obter este atrito, deve-se montar o conjunto com 
uma tensão inicial que comprimirá a correia sobre a polia de forma uniforme. 
Entretanto, quando a transmissão está em funcionamento, observa-se que os lados da 
correia não estão mais submetidos à mesma tensão; isso ocorre uma vez que a polia 
motriz traciona a correria de um lado (lado tenso) e a folga do outro (lado frouxo. 
 Essa diferença de tensão verificada entre os lados tenso e frouxo da correia é 
responsável pelo fenômeno de deformação da mesma, também conhecido como "creep". 
Este fenômeno pode ser explicado da seguinte maneira: na polia motriz, a correia entra 
tensa (tração F1) e sai frouxa (tração F2); assim, à medida que a correia passa em torno 
da polia, a tensão diminui, gradualmente, de F1 para F2, e a correia sofre uma contração 
também gradual. Em conseqüência disso, sai da polia um comprimento menor de 
correia do que entra, uma vez que a correia perde um pouco do seu alongamento ao 
mover-se em torno da polia. Já na polia resistente, o fenômeno se repete, mas 
inversamente. 
Outro fenômeno que pode acontecer em transmissões por correias é o deslize, sendo 
este conseqüência de uma tensão inicial insuficiente ou de uma sobrecarga excessiva no 
eixo resistente, o que causa uma compressão insuficiente da correia sobre a polia, não 
desenvolvendo o atrito necessário entre elas. 
O deslize e o “creep” são fenômenos que se processam as custas de potência do eixo 
motor e que, portanto, diminuem o rendimento da transmissão. O “creep” é um 
fenômeno inevitável, conseqüência da elasticidade dos materiais, mas as perdas de 
potência dele decorrentes são pequenas e não afetam de modo sensível a qualidade da 
transmissão. Por outro lado, o deslize, quando excessivo, pode não somente diminuir 
apreciavelmente o rendimento da transmissão, mas também gerar calor capaz de 
danificar a superfície da correia. O deslize pode ser evitado com a aplicação de uma 
tensão inicial correta na correia. 
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 3 – Vantagens 
As principais vantagens encontradas em transmissões por correias acontecem em função 
ao de o elemento ser flexível, não ter partes móveis e ter como princípio de transmissão 
o atrito. Assim, pode-se citar como vantagens em relação a outros métodos de 
transmissão: 
Segurança: A transmissão por correias oferece proteção contra choques (em 
decorrência do deslizamento), vibrações (em função de o elemento ser flexível) e 
sobrecarga (também decorrente do deslizamento). No caso do choque e/ou sobrecarga 
exceder a força de atrito, ocorrerá o deslizamento da correia, protegendo, assim, o 
sistema motor, o que não ocorre nas transmissões por correntes e engrenagens. 
Economia: é mais econômica que qualquer outro tipo de transmissão, tanto no custo da 
instalação quanto da manutenção, uma vez que o preço das correias fabricadas em série 
não é elevado, o mecanismo não exige lubrificação (como exigem correntes e 
engrenagens) e a substituição das correias gastas se faz fácil e economicamente. 
Também se tem uma economia de tempo de parada de produção, uma vez que as 
correias podem ser substituídas de um modo cômodo e rápido. 
Versatilidade: As transmissões por correias podem ser projetadas com grandes 
reduções ou grandes multiplicações de rotações e, numa mesma instalação, com uma 
única correia, podem-se obter diferentes relações de velocidades, bastando para isso 
colocar a correia, ora em um par, ora em outro par de polias. Além disto, a transmissão 
de rotações pode ser conseguida com rotações no mesmo sentido (correias abertas) ou 
em sentidos opostos (correias cruzadas). 
 
 
 
 
Comodidade: Uma transmissão está a salvo das vibrações que podem ser observadas 
nas transmissões por engrenagens. Isso se deve fato das correias serem flexíveis. 
 7 
4 - Características, aplicações e materiais de fabricação 
 4.1 - Características 
 Principais características das transmissões por correias: 
 - é uma transmissão essencialmente por atrito e este é resultante de uma compressão 
inicial entre a correia e a polia, através de uma carga inicial quando estacionária. 
 - é adequada para grandes distâncias entre eixos. 
 4.2 - Aplicações 
 As aplicações são as mais diversas. Alguns exemplos são apresentados abaixo: 
Variadores escalonados de velocidade - Transmissões por correia com relação de 
multiplicação variável em degraus. Diâmetro da polia deve ser feito de tal maneira que 
o comprimento necessário da correia seja suficiente para todos os degraus (figura 1). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1 
Figura 2 
 8 
Variadores contínuos – são normalmente utilizados para relação de transmissão (i) 
entre 0,8 e 1,2, com graduação através do deslocamento axial dos discos cônicos, onde 
os diâmetros úteis (dm) das polias acionadora e acionada variam opostamente, de tal 
forma que se conserva a tensão sem a variação da distância entre os eixos (Figura 2). 
 4.3. Composição Básica e Materiais de Fabricação 
 As correias mais antigas eram fabricadas em couro. Atualmente este material está em 
desuso e se utilizado o é apenas para correias planas. 
A composição das correias modernas é de material compósito. É uma mistura de 
polímeros (borracha) com fibras vegetais (algodão ou cânhamo) ou materiais metálicos 
(arames ou cabos de aço). 
A capacidade de carga de uma correia depende dos elementos internos de tração (fios denylon ou arames ou cabos de aço, etc.), das condições de trabalho e da velocidade. 
5 – Tipos de correias 
Há vários tipos de correias, dentre as mais utilizadas nos maquinários, destacam-se as 
planas, trapezoidais ou em “V”, dentadas ou sincronizadas, hex, ranhuradas. 
As mesmas estão demonstradas nas figuras abaixo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Correias planas 
 
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Correias planas: Podem ser usadas para longas distâncias de centro. Exceto para 
correias de tempo (correias dentadas), existe algum deslize e deformação lenta 
Weixo motor / Weixo movido não é constante nem exatamente igual à D/d. 
Rendimento de uma correia plana → 98% 
 Rendimento de uma V → 70 < < 96% 
Correia plana de metal 
 
 
 
 
 
 
 
• Fabricada por soldagem a laser 
• Razão elevada de resistência por peso 
• Estabilidade dimensional 
• Sincronia precisa 
• Utilidade para temperaturas até 700ºF (371,11ºC) 
• Boas propriedades elétricas e de condução térmica 
 
Correia em “V”: é inteiriça (sem-fim) fabricada com secção transversal em forma de 
trapézio. É feita de borracha revestida por lona e é formada no seu interior por cordonéis 
vulcanizados para absorver as forças. 
O emprego da correia em V é preferível ao da correia plana e possui as seguintes 
características: 
• Praticamente não tem deslizamento. 
• Relação de transmissão até 10:1. 
• Permite uma boa proximidade entre eixos. O limite é dado por p = D + 3/2h 
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(D = diâmetro da polia maior e h = altura da correia). 
• A pressão nos flancos, em conseqüência do efeito de cunha, triplica em relação à 
correia plana. 
• Partida com menor tensão prévia que a correia plana. 
• Menor carga sobre os mancais que a correia plana. 
• Elimina os ruídos e os choques, típicos da correia emendada com grampos. 
• Seções padronizadas 
• Trabalham em velocidades mais elevadas (4000ft/min.) 
• Vibrações laterais em caso de grandes distâncias entre centros 
• Custo mais elevado 
Correia dentada: em união com a roda dentada correspondente permitem uma 
transmissão de força sem deslizamento. As correias de qualidade têm no seu interior 
vários cordonéis helicoidais de aço ou de fibra de vidro que suportam a carga e 
impedem o alongamento. A força se transmite através dos flancos dos dentes e pode 
chegar a 400N/cm2. 
O perfil dos dentes pode ser trapezoidal ou semicircular, geralmente, são feitos com 
módulos 6 ou 10. 
• Não alonga; 
• Não escorrega; 
• Não necessita de força de pré-tensão 
• Transmite potência a uma razão de velocidade constante; 
• Trabalha numa ampla gama de velocidades; 
• Eficiência entre 97% a 99%; 
• Não necessita lubrificação; 
• Funcionamento mais silencioso que as correntes; 
• Necessita de polias adequadas. 
• O dimensionamento e o processo de seleção são similares ao das correias trapezoidais. 
 
 
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6 – Geometrias da transmissão 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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7 – Projetos de correias 
São requisitos básicos para construção de sistemas de transmissão de correias. Aqui só 
serão apresentadas as fórmulas para composição do sistema já citado, deixando as 
deduções para serem pesquisadas posteriormente, caso seja de interesse. 
Para o projeto de uma transmissão por correia, deve-se levar em conta: 
• Potência a transmitir; 
• Tipos de máquinas motor e movida; 
• Velocidade angular dos veios motor e movido; 
• Entre - eixo (mínimo recomendado: C=D ou C= (D+3 d) /2); 
• Condições de serviço (duração do serviço/dia, ambiente, etc.); 
• Tipos de carga (uniforme, choques moderados, intensos). 
A partir destes elementos pretende-se selecionar: 
• A correia (tipo, seção, comprimento primitivo). 
• As polias (diâmetro, largura e número de gornes ou de dentes, respectivamente 
para correias trapezoidais e dentadas). 
Os elementos de caracterização dependem do tipo de correias: 
• Correias planas (espessura, largura da seção e comprimento primitivo) 
• Correias trapezoidais (tipos de seção, comprimento primitivo e número de 
correias necessárias) 
• Correias dentadas (passo, largura e comprimento primitivo). 
 
Correias planas 
I. Determinação da relação de transmissão 
 
 
 
 
 
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II. Determinação do comprimento da correia 
 
 
 
 
III. Determinação do ângulo de contato 
 
 
 
 
 
 
 
IV. Determinação da potência transmitida 
Assume-se: 
• A força de atrito na correia é uniforme ao longo de todo arco de 
contato. 
• A força centrífuga na correia pode ser desprezada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Onde 
Relação entre as cargas nos 
ramos da correia (F1 e F2) 
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Análise da força centrífuga – Fc 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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8 - Polias 
As polias são os elementos de máquinas rígidos que, juntamente com as correias 
completam este tipo de transmissão. Não necessitam de um dimensionamento especial, 
sendo sua geometria e dimensões bastante conhecidas e bem descritas nas normas. 
Existe uma geometria específica para cada tipo de correia. 
Neste trabalho não será explorado melhor este elemento, pois, provavelmente, haverá 
outra equipe que aborde sobre polias. Aqui ela só foi citada porque não existirá 
transmissão sem o conjunto correia-polia. 
 
9 - Procedimentos em manutenção com correias e polias 
A correia é importante para a máquina. Quando mal aplicada ou frouxa, provoca a perda 
de velocidade e de eficiência da máquina; quando esticada demais, há quebra dos eixos 
ou desgaste rápido dos mancais. 
As polias devem ter uma construção rigorosa quanto à concentricidade dos diâmetros 
externos e do furo, quanto à perpendicularidade entre as faces de apoio e os eixos dos 
flancos, e quanto ao balanceamento, para que não provoquem danos nos mancais e 
eixos. 
Os defeitos construtivos das polias também influem negativamente na posição de 
montagem do conjunto de transmissão. 
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9 – Conclusão 
 
Percebe-se que as correias são de grande utilização, além de serem baratas, também é 
grande o seu número de variedade que existe apesar da vida útil ser menor, ela é de 
grande eficiência. Porém não se deve esquecer sua inspeção, pois uma vez estragada, 
seus componentes jamais poderão ser recuperados. 
As correias fazem parte de um sistema de transmissão flexível, a qual possui vantagens 
em relação aos outros, pois ela funciona sem a necessidade de ser lubrificação, devido a 
este diferencial e outros, é amplamente utilizada. O grande sucesso na utilização das 
correias é devido, principalmente, às seguintes razões: a boa economia proporcionada 
por esta transmissão, sua grande versatilidade e a segurança. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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10 - Referências 
 
[1] SHIGLEY, Joseph Edward. Elementos de Máquinas – Vol. I e II. Rio de Janeiro: 
Livros Técnicos e Científicos, 1984. 
 
[2] Collins, Jack A. Projeto Mecânico de Elementos de Máquinas– Vol. I e II. Rio de 
Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1984. 
 
[3] Niemann, Gustav. Elementos de Máquinas - Vol. II. Rio de Janeiro: Editora Edgard 
Blucher, São Paulo 1978. 
 
[4] Luz, José Raimundo da. Elementos Orgânicos de Máquinas – Vol. II. Rio de 
Janeiro: Livros Técnicos e Científicos. 
 
[5] Melconian, Sarki. Elementos de Máquinas – Vol. I. 
 
[6] Apostila do SENAI - Espírito Santo. Mecânica – Noções básicas de elementos de 
máquinas. 
 
[7] Goodyear – Correias de Transmissão de Potência – Guia de Instalação, Manutenção 
e Solução de Problemas. 
 
[8] www.gatesl.com / Acessado 24/11/2010 
 
[9] CEDOC (Centro de documentação técnica Dopec – Dow Automotiva)