atps mecanica

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ENGENHARIA MECÂNICA
5ª Série A
	Nome
	RA
	Gustavo Schiabeli Mattos
	8062793709
	Leticia Moralles Ferreira
	8085793581
	Mateus Francisco Teixeira Volpati
	1299256258
	Michael Dener Monteiro
	8422804016
	Ricardo da Costa Santos
	8470223657
	Robson da Costa Santos 
	8470223633
	
Mecânica Aplicada 
Prof º: Mana
Matão
2016
Etapa 1
Passo 1 
Pesquisa sobre os diversos tipos de engrenagens utilizadas:
Cilíndricas Retas:
As engrenagens cilíndricas são aquelas nas quais os dentes são dispostos paralelamente entre si em relação ao seu eixo de rotação. Normalmente é usada para transmissão rotacional de engrenagens que requer mudança de sentido, uma vez que se encaixam facilmente e são as mais baratas encontradas no mercado. O ruído específico que produz faz com seja mais usada em transmissões de baixa rotação.
 
Engrenagens cilíndricas retas.
Cilíndricas helicoidais
Também são produzidas de maneira cilíndrica, porém os seus dentes são dispostos de maneira transversal e em maneira de hélice em relação ao eixo de transmissão. A utilização dela é mais ampla do que a cilíndrica reta, pois além de poder ser usada paralelamente à outra engrenagem, pode também ser usada em quaisquer outras angulações. Normalmente dispõem-se em 60 ou 90º, mas isso varia. Seus dentes são dispostos em componente axial de força que é compensada pelo rolamento dos dentes, o que torna sua utilização mais ampla na proporção que os ruídos são mais fracos e elas podem ser usadas para transmitir maiores velocidades de rotação do eixo fixo.
 
Cônicas
Seu nome é explicado pela sua forma: um tronco de cone. Com uma estrutura inclinada pode fazer a transmissão entre eixos que estejam a 90º de inclinação. Normalmente usado quando eles estão na mesma direção, se cruzam (concorrentes). Seus dentes são de formato também cônico, o que torna a sua fabricação um tanto quando complicada e dificulta sua montagem, que deve ser mais precisa para que a precisão de funcionamento, que já é menor, seja eficiente. Sua posição é relativa à necessidade. Para velocidades mais altas da transmissão, inclina-os, para velocidades menores, inclusive pelo preço de aquisição deles, usa-se dentes paralelos uns aos outros. No caso dos inclinados também são classificados como helicoidais, embora nem todos os helicoidais sejam cônicos.
Parafuso sem fim
As engrenagens do tipo sem fim são usadas quando uma grande redução da transmissão rotacional é necessária. Uma redução de 300:1 pode ser alcançada, embora o normal seja de 20:1. As sem fim tem uma propriedade muito peculiar e que torna seu uso tão frequente e interessante, que é a possibilidade de ser girada pelo eixo de transmissão, mas não poder girá-lo. Mas isso ocorre por que? A resposta é simples: o angulo do eixo com o parafuso é tão pequeno que quando a engrenagem tenta fazer o movimento contrário e girá-lo, o atrito gerado não deixa que ele saia do lugar. Para algumas máquinas específicas e que necessitam de um cuidado maior para manuseio e que podem causar danos, como algumas transportadoras, esse travamento age como um frio para a esteira quando o motor não tiver funcionando, deixando o que está sendo transportado em maior segurança e sem a possibilidade de aumentar a velocidade ou voltar uma caixa pela esteira, por exemplo.																
	
Pinhão-Cremalheira
O funcionamento da engrenagem cremalheira é o mais simples. Com uma coroa de diâmetro infinito, ou seja, que não se fecha, ele transforma um movimento rotacional em um movimento retilíneo, de translação. O movimento contrário também pode acontecer. Muito usado para esteiras. Seus dentes também podem ser retos ou helicoidais, depende da necessidade. 		
					
Passo 2 
Informações sobre as relações existentes das engrenagens, tais como, frequência, período ou frequência angular.
Movimentos Circulares
Um movimento circular uniforme (MCU) pode ser associado, com boa aproximação, ao
movimento de um planeta ao redor do sol, num referencial fixo no sol, ou ao movimento da Lua ao redor da Terra, num referencial fixo na Terra. 
Um movimento circular uniforme pode ser associado também às partículas que formam as rodas e engrenagens dos dispositivos mecânicos. A palavra uniforme, neste contexto, se refere à invariância do módulo da velocidade linear da partícula que se desloca numa trajetória 
circular. 
De qualquer modo, embora o módulo do vetor velocidade linear possa ser 
constante, a sua direção varia continuamente, existindo uma aceleração (centrípeta) e, portanto, uma força resultante não nula sobre a partícula.
Um corpo que realiza um movimento circular uniforme passa de tempo em tempo por 
um determinado ponto da trajetória em uma velocidade constante. Já se houver uma 
variação dessa velocidade o movimento circular torna-se variável.
O estudo destes dos movimentos se torna imprescindível, pois as engrenagens podem 
ser utilizadas levando-se em consideração esses dois movimentos
Movimentos Uniformes (MCU)
No movimento circular uniforme o estudo de duas relações se faz necessário para o 
entendimento do movimento, são elas o período e a frequência.
Definimos Período (T) como sendo o menor intervalo de tempo para o movimento repetir-se com as mesmas características. Para o movimento circular uniforme, período é o tempo gasto para que o móvel efetue uma volta completa na circunferência.
Definimos a frequência (f) como sendo o número de vezes que um fenômeno periódico se repete na unidade de tempo. Para o movimento circular uniforme, ela corresponde ao número de voltas que o móvel realiza por unidade de tempo. Partindo das definições de período e frequência citadas a cima, podemos estabelecer a relação entre essas duas grandezas da seguinte maneira:
Movimento Circular Uniformemente Variável (MCUV)
O movimento circular uniformemente variado consiste num movimento de uma 
partícula sobre uma circunferência com velocidade angular constante. O vetor aceleração tem duas componentes, sendo a aceleração normal e a aceleração tangencial. Neste movimento verifica-se que a aceleração tangencial é constante, mas a aceleração normal não é.
A frequência angular (ω) é uma medida escalar da velocidade de rotação. Frequência angular (ou velocidade angular) é a magnitude da velocidade angular da quantidade do vetor. 
O termo frequência de vetor angular  às vezes é usado como um sinônimo para a grandeza vetorial da velocidade angular. 
Uma revolução é igual a 2π radianos, daí:
π f
Onde:
ω é a frequência angular ou velocidade angular (medida em radianos por segundo),
T é o período (medido em segundos),
f é a frequência normal (medida em hertz) (às vezes simbolizada com ν).
Em unidades SI, a frequência angular é normalmente apresentada em radianos por segundo, mesmo quando não expressa um valor de rotação. Do ponto de vista da análise dimensional, a unidade hertz (Hz) também está correto, mas, na prática, só é usado para frequência ordinária f, e quase nunca para ω. Esta convenção ajuda a evitar confusão. 
No processamento do sinal digital, a frequência angular pode ser normalizada pela taxa de amostragem, obtendo-se a frequência normalizada.
Passo 3
Listar duas marcas diferentes de carro que possam mostrar o dimensionamento e as frequências de cada sistema transmissivo.
Para que realizar essa análise utilizaremos o sistema transmissivo MQ, utilizados nos modelos Golf e Polo da Volkswagen.
O atual estágio de projeto da transmissão transversal MQ (geração 02T) representa muito bem as várias evoluções a partir de 02A utilizada no Logus, Pointer e Polo Classic nos anos 90. A essência do projeto, que reduz significativamente perdas mecânicas, por exemplo, aparece com o uso de árvores ocas, sem que isso comprometa a resistência mecânica do conjunto.A geração 02T da transmissão MQ, começou a ser utilizada no Brasil com o Golf 1.6 litro, equipado com motor EA 111, em janeiro de 2001. A versão utilizadaaté hoje em modelos Volkswagen com esse motor, é a MQ 200 (M de mecânica; Q de Querr, que significa transversal, em alemão, e 200 que representa o valor máximo de torque de entrada da transmissão em Nm).
A transmissão MQ 02T tem como principais características suas pequenas dimensões, reduzido peso (apenas 29,5 kg sem óleo – por ser compacta, utiliza somente 1,9 litro de óleo). Sem dúvida, uma grande diferença em relação a que era utilizada anteriormente no Golf de 1.6 litros com motor EA 113 (bloco de alumínio) que pesava 40,5 kg, o que significa que a nova transmissão é 11 kg mais leve.
Destacando-se pela elevada precisão de engates e durabilidade, a transmissão MQ 200 possui árvores de transmissão ocas, o que reduz sensivelmente as massas em movimentação, sem comprometer sua resistência mecânica. As engrenagens são de aço temperado e revenido para dar boa dureza superficial e tenacidade ao núcleo recebem ainda um tratamento mecânico chamado shot peening, no qual a peça é jateada visando eliminar tensões superficiais para aumentar sua vida útil, reduzindo a possibilidade de fadiga.
Outro destaque desta nova transmissão é a utilização de uma liga a base de magnésio com cerca de 9% de alumínio e 1% de zinco na carcaça. Essas características fazem com que, na comparação com outra carcaça fundida de alumínio, para a mesma resistência estrutural, haja uma economia de massa da ordem de 22%. Segundo o pessoal da Engenharia da Volkswagen, deve-se ressaltar ainda a vantagem acústica do magnésio frente ao alumínio, pois, devido a sua característica de amortecimento mais elevado, consegue-se menor nível de emissão acústica, reduzindo expressivamente os ruídos de engrenagens.
Mais uma dica interessante sobre a transmissão MQ 02T é a possibilidade de remover e instalar as árvores primária e do pinhão conjuntamente, sem malabarismos manuais ou auxílio de dispositivos. A construção modular é garantida por um flange de alojamento de rolamentos que recebe as duas árvores de transmissão.
Isto faz com que os rolamentos radiais das árvores não sejam montados diretamente na carcaça da transmissão, mas num flange de alojamento, evitando montagens e desmontagens diretamente sobre as carcaças de liga mais mole, mais sujeitas a danificações mecânicas durante as prensagens. O conjunto de alojamento de rolamentos só é fornecido completo, dispensando a substituição em separado, o que facilita os reparos. Seis parafusos fixam esse flange à carcaça.
Sistema Transmissivo Automotivo
Para que a energia gerada pelos motores automotivos seja enviada às rodas se faz 
necessário o uso de um sistema mecânico complexo chamado de sistema transmissivo, e
esse pode ser de modelos, um manual que faz necessário o uso de um componente desse
sistema chamado de embreagem, já o outro chamado de sistema automático ou 
hidráulico que faz uso do conversor de torque.
Passo 4 
Esquematizar o sequenciamento do sistema transmissivo automotivo, desde o motor, até a chegada da transmissão aos pneus, através de um fluxograma ou ilustrações.
 Sistema de transmissão manual
Sistema transmissivo automotivo completo
Motor
O motor gera a força necessária para movimentar a si e ao conjunto de transmissão e o veículo. A força do motor é transmitida ao volante do motor que possui uma massa pesada para promover a cinética entre o intervalo de tempo das explosões do cilindro. Em uma das faces está a pista de transmissão de força que vai fazer contato com a embreagem e daí por diante continuar transmitindo a força do motor até as rodas.
Embreagem
É diretamente conectada ao motor, a embreagem é um dispositivo que permite conectar e desconectar o motor e a transmissão. Quando você pisa no pedal da embreagem, o motor e a transmissão estão desconectados, de forma que o motor pode rodar mesmo que o carro esteja parado. Quando você solta o pedal da embreagem, o motor e o eixo da embreagem são conectados diretamente um ao outro. O eixo e a engrenagem rodam na mesma rpm que o motor.
Transmissão
Onde se encontra o câmbio ou caixa de direção como também é conhecido, nesse setor é que se estabelece a RPM que será passada para as rodas. Na caixa de direção existem varias engrenagens que ao mudarmos de marcha se engatam e desengatam, aumentando, diminuindo, ou até mesmo mudando o sentido da rotação (no caso da marcha ré).
Eixo de Transmissão
O eixo de transmissão ou eixo cardan como também é conhecido, é um componente da transmissão, responsável pela transmissão do torque e cuja função é fornecer independência às forças motrizes. Muito utilizado em veículos com motor dianteiro e tração traseira ou 4x4 e em algumas motocicletas.
Junta U
Uma junta universal ou junta de Cardan é uma junção de acoplamento de um eixo que transfere o movimento em outra direção sem modificar o sentido de giro. Basicamente é um par de dobradiças articuladas entre si, mas que através de um eixo comum ambas ortogonalmente posicionado modifica a direção desse movimento.
Diferencial
O diferencial é um dispositivo mecânico indispensável em veículos de tração o diferencial tem a função de transferir e distribuir uniformemente o torque a dois semi-eixos que a princípio giram em sentidos opostos, possibilitando assim a cada eixo uma gama de velocidade e rotações diferentes.
O diferencial possibilita transmissão da rotação igual aos semi-eixos, independentemente das suas velocidades de rotação.
Um diferencial transfere, mediante rodas dentadas (engrenagens), as rotações da esquerda para direita da transmissão, pelo eixo cardan  e, quando equilibrado, transforma em movimento único (para frente ou para trás quando se engata a ré) a ré muda o sentido de rotação do eixo cardan, e não o diferencial, ou seja, com a ré engatada o eixo cardan move-se da direita para esquerda e o diferencial gira para trás.
Em geral, o diferencial é aplicado nos veículos terrestres tracionados por motores de qualquer natureza, o torque é produzido pelo motor e chega ao diferencial através do eixo cardan, e assim é dividido entre as duas rodas de tração. Uma das principais atuações do diferencial é no momento da curva, onde uma roda precisa girar mais do que a outra o diferencial não mantém o torque igual entre as rodas, podendo inclusive uma roda permanecer em repouso enquanto a outra recebe toda a potência e movimento gerado pelo motor, isso acontece porque a força tende a "seguir o caminho mais fácil". O diferencial tem um efeito que pode ser considerado como indesejado quando uma das rodas motoras perde aderência devido a piso escorregadio ou muito irregular. Nessas circunstâncias, o diferencial faz com que a roda com menor aderência gire rapidamente, desperdiçando toda potência mecânica produzida pelo motor. Este efeito pode ser eliminado com diferenciais auto-bloqueantes ou com diferenciais com bloqueio manual ou elétrico.
 Esquema de funcionamento de um carro.
ETAPA 2
Passo 1 
Pesquisar sobre o mecanismo das trocas de marchas nos carros.
Função da caixa de marchas
A caixa de câmbio (ou de marchas) funciona como um multiplicador de força e/ou velocidade do motor, permitindo que o motor forneça às rodas a força adequada para o deslocamento do veículo a cada nova situação (acelerar, desacelerar, deslocar em aclives ou declives etc).
À cada marcha ou velocidade do câmbio, a proporção de rotação do motor e a rotação do eixo varia de modo concomitante. Quanto maior a rotação do motor em relação à rotação do eixo, maior será a força e menor a velocidade. No caso contrário - de menor rotação - maior será a velocidade e menor percentual de força.
Sabemos que a escala de possibilidades de velocidades que um veículo é capaz de desenvolver pode ser infinita, portanto, delimita-se, muito mais por questões de praticidade e de dirigibilidade, que uma caixa de velocidades pode possuir 5 marchas (velocidades), em média, dependendo do tipo de veículo. A marcha ré, note-se,não entra na contagem, por se tratar de uma marcha invertida.
Nos veículos pesados, como caminhões e veículos off road, pode-se chegar a 18 ou 36 marchas.
Importante entender que a quantidade de marchas de um veículo não significa a potência do seu motor. Em realidade, quanto mais torque tiver o motor, menor será o número de marchas necessárias para realização o deslocamento. Logo, veículos com motores mais potentes possuirão menor quantidade de marchas na caixa de câmbio.
O câmbio manual adota o padrão "H" para a realização das trocas de marchas para frente, para a ré e para ponto-morto - na barra transversal do desenho da letra H.
O sistema atual é inspirado na pioneira configuração de marchas no padrão "H", patenteado em 1902, por James Packard (da Packard Motor Car Company) e o engenheiro William Hatcher.
Passo 2 
Esquematizar a sequência transmissiva dos movimentos ocorrentes nos veículos automotores, seja eles por engrenagens ou correias.
Passo 3
Justificar sobre a necessidade das trocas das marchas sob a perspectiva do conceito de “vantagem mecânica”.
Trocar de marcha num veiculo automotor significa mais do que se possa imaginar. Essa troca proporciona ao motor do veiculo, várias "fases" de rotação e desempenho, quanto maior a rotação, maior a força que o motor transmite para as rodas. Nesse sistema, faz-se necessário a troca de marcha para que se possa aumentar a velocidade do automóvel, cada marcha tem um ponto na caixa de cambio que faz com que o movimento seja transmitido em velocidade variada, por engrenagens de tamanhos diferentes, de acordo com a rotação e a velocidade com que o condutor deseja alcançar. 
Passo 4
Consolidar as informações obtidas anteriormente finalizando o Relatório 1, que deverá ser entregue ao professor no final do Primeiro Bimestre, em data agendada, de acordo com a formatação definida no item “Padronização”, no início desta atividade.
Conhecendo um pouco dos tipos e das diversas funções que cada engrenagem possui, nota-se a sua importância em um sistema de transmissão, onde um eixo acoplado ao motor, transmite o seu movimento para as rodas de um veiculo por diversos tipos e tamanhos de engrenagens, mostrando-se assim um tipo de transmissão de movimento comum. Um pouco mais a fundo no assunto, as trocas de marchas ligadas ao sistema de transmissão proporcionam um aumento da velocidade de rotação e do movimento transmitido, onde de acordo com o tamanho ou tipo das engrenagens, pode-se chegar a velocidade desejada. Cada marcha possui a sua respectiva engrenagem, e quando engatadas mostram características decorrentes de sua função, primeira marcha tem mais força para dar inicio ao movimento e as outras marchas para o aumento de velocidade, resumidamente.
BIBLIOGRAFIA
http://www.noticiasdaoficinavw.com.br/v2/2012/09/transmissao-transversal-mq-mecanismo-de-troca-das-marchas/
http://www.damec.ct.utfpr.edu.br/automotiva/downloadsAutomot/c1Transmissoes.pdf
http://www.mecanicaindustrial.com.br/60-tipos-de-engrenagens/
http://www.carrosinfoco.com.br/carros/2015/10/sistema-de-transmissao-para-motores-automotivos/
http://www.carrosinfoco.com.br/carros/2016/01/funcionamento-e-detalhes-da-caixa-de-transferencia/