9.1 Parafusos - de acionamento

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Projeto de Máquinas 
Aula 9 
 
 
 
 
 
 
PARAFUSOS 
 
 
 
 
 
 
O parafuso também é utilizado para içamento de cargas, 
translação (parafuso sem fim) e ajuste de posição. 
 
O momento de acionamento (rotação) é transformado num 
movimento linear na direção axial do eixo, gerando uma 
força axial. 
Parafusos de acionamento 
 
 
 
 
 
 
No sistema porca / parafuso, um fica fixo, e o outro sofre 
um momento para fazê-lo girar. 
 
O sistema se assemelha ao plano inclinado onde a peça fixa 
é movimentada numa rampa helicoidal. Para acionamento 
de carga o perfil mais utilizado é o trapezoidal 
Parafusos de acionamento 
 
 
 
 
 
 
O desenvolvimento da hélice forma um triângulo: 
 
α = ângulo da hélice 
P (passo) = cateto oposto 
Hélice = hipotenusa 
D2 (Ø médio) = cateto adjacente. 
 
Aplica-se as relações trigonométricas na rosca, para 
conhecer o passo, diâmetro médio ou ângulo da hélice: 
Parafusos de acionamento 
 
 
 
 
 
 
Parafusos de acionamento 
 
 
 
 
 
 
Quanto maior for o ângulo da hélice, menor será a força de 
atrito atuando entre a porca e o parafuso, e isto é 
comprovado através do paralelogramo de forças. Portanto, 
deve-se ter critério na aplicação do passo da rosca.Para um 
aperto adequado em parafusos de fixação, deve-se manter 
α < 15º. 
Parafusos de acionamento 
P (passo) = tg α . D2 . π 
 
 
 
 
 
 
θ → Ângulo de perfil da rosca; 
α → Ângulo de hélice; 
R → Raio médio da rosca (D=2R); 
RA → Raio médio do colar; 
di → diâmetro interno (parafuso); 
de → diâmetro externo (parafuso) 
θ → Ângulo de perfil da rosca; 
α → Ângulo de hélice; 
R → Raio médio da rosca (D=2R); 
RA → Raio médio do colar; 
di → diâmetro interno (parafuso); 
de → diâmetro externo (parafuso) 
Parafusos de acionamento 
 
 
 
 
 
 
O movimento do parafuso provoca o movimento axial da 
porca. Temos o ângulo θ do perfil da rosca, e o ângulo α 
Desse modo todo o peso 
está no paralelepípedo P que 
tem apenas o movimento de 
subir e descer no eixo A. 
Parafusos de acionamento 
 
 
 
 
 
 
Nesse ponto de contato surge 
uma força normal N 
Parafusos de acionamento 
 
 
 
 
 
 
Parafusos de acionamento 
 
 
 
 
 
 
Parafusos de acionamento 
 
 
 
 
 
 
Nos interessa é o torque para acionar o parafuso que 
acarrete uma força vertical igual a P. 
Parafusos de acionamento 
 
 
 
 
 
 
Força de atrito T2 dada por 
Onde: 
μ1 – atrito entre os filetes de rosca 
μ2 – atrito entre apoio e colar e; 
Parafusos de acionamento 
 
 
 
 
 
 
Somando T1 à força de atrito T2 
Parafusos de acionamento 
 
 
 
 
 
 
Qual o torque necessário para aperto de 10 ton num 
parafuso de rosca métrica M30 x 3,5 passo? 
Exemplo de cálculo 
 
 
 
 
 
 
Exemplo de cálculo 
 
 
 
 
 
 
Exemplo de cálculo 
 
 
 
 
 
 
Um elevador de automóveis para oficinas tem que ser 
projetados para veículos com peso até 2500 kg, qual o 
torque necessário caso seja utilizado uma rosca trapezoidal 
TR 60 para acionar cada lado? 
Exercício 
 
 
 
 
 
 
São dados: 
μ1 = 0,15 
μ2 = 0 (rolamento axial) 
OBS.: Desconsidere o braço de alavanca do apoio. 
Considere a carga centrada. 
 
D = 55,5 mm 
θ = 15º 
Passo = 9 mm 
Exercício 
 
 
 
 
 
 
Valor do ângulo de hélice: 
Exercício 
 
 
 
 
 
 
Resposta: 
Cada um dos dois parafusos deve sofrer um torque de T = 
7,23 m.Kgf, para levantamento de carros com peso de 
2500Kgf 
Exercício 
 
 
 
 
 
 
É preciso fazer a verificação do diâmetro interno do 
parafuso quanto à torção, tração e compressão 
Exercício 
 
 
 
 
 
 
Alem disso calcula-se a altura necessária da porca ou do 
apoio e a verificação da pressão superficial 
H: altura da porca 
P: pressão superficial; 
n: número de filetes [altura da porca 
(H) dividido pelo passo da rosca (p)]. 
Exercício 
 
 
 
 
 
 
Dimensionar parafuso e porca para uma prensa manual. 
Informações básicas: 
Força máxima a ser aplicada: 15 KN; 
Número de entradas da rosca: 1; 
Material da porca: FoFo Cinzento (σr 155 MPa); 
Material do parafuso: SAE 1020 (σe =210 MPa); 
Coeficiente de segurança (Sg): 2. 
Exercício 
 
 
 
 
 
 
1. Calcular a tensão admissível para o parafuso: 
σadm = σe / Sg = 210 / 2 = 105 MPa. 
 
2. Calcular o diâmetro interno do parafuso pela fórmula da 
tração/compressão: 
 
 
 
 di = 13,5 mm 
Exercício 
 
 
 
 
 
 
3. Designar um passo em função do diâmetro interno, 
(tabela): 
 
Para di = 13,5 mm, p = 4 mm. 
de = di + p = 17,5 mm 
dm = (di + de) / 2 = 15,5 mm 
a = 4 . 1 = 4 mm: 
Exercício 
 
 
 
 
 
 
4.Verificar o coeficiente de atrito parafuso/rosca em 
função de seus materiais (tabela): 
 
Μ = 0,18 
 
5. Calcular o torque para o parafuso: 
 
 
T = 30963,42 N.mm 
Exercício 
 
 
 
 
 
 
6.Verificar o diâmetro interno quando submetido à torção 
utilizando a fórmula da torção. Não esquecer de utilizar 
tensão de torção (tau admissível). A maior dimensão 
encontrada entre as fórmulas de tração e torção deve ser 
considerada: τadm = 0,577 . σadm = 0,577 . 105 = 60,58 
di = 13,73 mm 
Exercício 
 
 
 
 
 
 
7. Calcular o número de filetes: 
 n = 27,4 / 4 
 n = 6,85 
 
8. Calcular a altura da porca: 
σadm = σr / Sg = 155 / 2 = 77,5 MPa. 
H = 27,4 mm 
Exercício 
 
 
 
 
 
 
9. Verificar a pressão superficial 
P = 22,5 MPa 
Como o valor máximo indicado para pressão superficial 
entre parafusoporca em aço-ferro fundido é 100 MPa , 
então o dimensionamento está correto. 
Exercício 
 
 
 
 
 
 
FIM