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18/02/2018
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Professor: Fernando Braga
AULA 1
� Projetar, desenvolver e produzir máquinas
considerando fundamentos técnicos e
econômicos.
� Conhecer técnicas de cálculos para projetos de 
cada peça pertencente a um mecanismo, suas 
junções e transmissões de potência.
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� Budynas, R.G. ;Nisbett, J.K. “Elementos de Máquinas
de Shigley – Projeto de Engenharia Mecânica”. 8ª ed.
McGraw Hill.
� Hibbeler, R.C. “Resistência dos Materiais”. 3ª ed.
Editora Livros Técnicos e Científicos.
� Norton, R.L. “Projeto de Máquinas -Uma abordagem
Integrada”. 4ª ed. Bookman.
� Juvinall, R.C.; Marshek, K.M. “Fundamentos do Projeto 
de Componentes de Máquinas”. 4ª ed. LTC.
� Nota: Média 6,0
� Provas AV1, AV2 e AV3
� Faltas: 7 faltas (5 Limite Estácio + 2 critério do
professor). Acima desse valor será avaliado caso
a caso.
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� A palavra “design” provém da palavra latina
designare, que significa “designar ou
escolher”.
� O dicionário Webster oferece várias definições
da palavra design, a mais aplicável delas é
“esboçar, traçar ou planejar como ação ou
trabalho (...) para conceber, inventar,
produzir”.
� Projeto de engenharia pode ser definido
como:
“O processo de aplicação das várias técnicas e
princípios científicos com o intuito de definir
um dispositivo, um método ou um sistema
suficientemente pormenorizado para permitir
sua realização”.
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� O projeto de máquinas ou sistemas
mecânicos é parte integrante de um projeto
de engenharia.
� A definição de projeto de máquinas, trata da
criação de uma máquina que funcione bem,
com segurança e confiabilidade.
� A uma definição básica para uma máquina
diz:
1) Um aparato que consiste em unidades inter-
relacionadas;
2) Um dispositivo que modifica a força ou o 
movimento.
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� Na definição, as peças inter-relacionadas
também são chamadas, às vezes, de
elementos da máquina neste contexto.
� A menção a forças e movimento também é
crucial ao nosso interesse, uma vez que, ao
converter uma forma de energia em outra, as
máquinas criam movimento e desenvolvem
forças.
� É tarefa do engenheiro definir e calcular esses
movimentos, forças e mudanças de energia
de modo a determinar as dimensões, as
formas e os materiais necessários para cada
uma das peças que integram a máquina.
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� No projeto de uma máquina é fundamental
reconhecer que a função e o desempenho de
cada peça (e, portanto, seu projeto)
dependem de muitas outras peças inter-
relacionadas de uma mesma máquina.
� O objetivo final do projeto de máquinas é
dimensionar e dar forma às peças (elementos
de máquinas) e escolher os materiais e os
processos de manufatura apropriados, de
modo que a máquina resultante possa
desempenhar a função desejada sem falhar.
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� Como as peças são inter-relacionadas muitas
vezes no projeto de um
equipamento/máquinas são necessárias que
algumas iterações sejam realizadas.
� Devemos admitir uma configuração inicial
para cada peça, usar as propriedades de
inércia (massa, local do centro de gravidade e
o momento de inércia da massa) dessa
configuração inicial para determinar as
forças, os momentos e os torques internos
atuantes sobre a peça, e então usar a
geometria da seção transversal do projeto
inicial para calcular as tensões resultantes.
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� O mais provável é descobrirmos que a
primeira tentativa fracassa porque o material
não suporta o nível de tensão apresentado.
� Devemos então reprojetar as peças (iterar)
alterando o formato, as medidas, os
materiais, o processo de fabricação ou outros
fatores para alcançar um projeto aceitável.
� Uma versão de uma metodologia de projetos
é mostrada:
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� Problemas de projetos também exigem bons
hábitos de manutenção de registros e
documentação para registrar muitas
hipóteses e decisões de projeto feitas ao
longo do trabalho de modo que o processo
de raciocínio do projetista possa ser
reconstruído posteriormente se for
necessário um reprojeto.
� Um bom procedimento para elaboração de 
um projeto de máquinas relaciona um grupo 
de subtarefas apropriadas. 
� Estas etapas devem ser documentadas de
maneira nítida e esmerada, de preferência em
mantendo sua ordem cronológica
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� Um procedimento sugerido para o projetista 
é mostrado :
� Dentro da etapa do projeto detalhamento
devem ser seguidas as seguintes
considerações:
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� As considerações clássicas são as necessárias
para a caracterização dos componentes ou
sistemas, o processo de fabricação a ser
utilizado, custo de produção e tempo para
fabricação.
� As considerações sobre segurança estão
sempre na mente dos engenheiros, e a cada
dia requer mais atenção.
� Em comparação com os cálculos
relativamente imediatos e diretos de variáveis
a determinação da segurança é relativamente
subjetiva, de difícil quantificação e
dependente de fatores psicológicos e
sociológicos.
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� O primeiro passo importante no
desenvolvimento da competência em
engenharia na área de segurança é cultivar a
consciência de sua importância.
� Uma vez que o engenheiro esteja
suficientemente consciente das
considerações sobre segurança e aceite esse
desafio, existem algumas técnicas e
orientações que geralmente são úteis.
� Examine o ciclo total de vida do produto,
desde a fase inicial de produção até a fase
final de utilização, com o foco orientado em
possíveis riscos significantes não cobertos
pelo produto.
� Assegure-se de que o oferecimento de
segurança representa um procedimento
equilibrado. Não retire nenhum dispositivo de
segurança sem uma análise de risco
adequada.
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� Tome, tanto quanto possível, a segurança uma
característica integral do projeto básico, e não
um simples dispositivo complementar de
segurança a ser incorporado após ser
completado.
� Utilize um projeto seguro na condição de falha,
sempre que possível. O conceito, nesse caso, é
que devem ser tomadas precauções para evitar
falhas, todavia se estas ocorrerem o projeto deve
ser tal que o produto ainda fique "seguro"; isto é,
a falha não será catastrófica.
� Verifique as normas governamentais e da
indústria (como ABNT, ANSI, ISO e OSHA)* e a
literatura técnica pertinente para assegurar-
se de que as exigências legais estão sendo
cumpridas e que as experiências relevantes
sobre segurança vivenciadas com outros
estão sendo consideradas.
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� Forneça avisos ou faça advertências de
qualquer risco significativo do produto que
permaneça após o projeto ter sido realizado
tão seguro quanto possível.
� Os objetivos ecológicos básicos do projeto de
engenharia mecânica podem ser descritos de forma
bastante simples:
1) Utilizar materiais que sejam economicamente
recicláveis em um período de tempo razoável sem
causar poluição do ar e da água,
2) Minimizar a taxa de consumo de fontes de energias
não-recicláveis (como combustível fóssil) tanto para
conservar essas fontes quanto para minimizar a
poluição térmica. Em alguns casos, a diminuição da
poluição sonora também é um fator a ser considerado.
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� O objetivo básico de qualquer projeto de
engenharia é o desenvolvimento de uma máquina
ou dispositivo que beneficiará a humanidade.
� Os engenheiros engajados na grande área de
projeto e desenvolvimento da engenharia têm
como um de seus principais papéis, dentro de
suas contribuições profissionais, a determinação
de um melhor IQV (índice de qualidade de vida)
de uma população.
� A consideração de custo é tão importante no
processo de decisão de projeto que
poderíamos facilmente despender tanto
tempo no seu estudo quanto no do assunto
integral de projeto.
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� Primeiramente, observe que nada podeser
afirmado em um sentido absoluto, no que
concerne a custos.
� Materiais e mão-de-obra geralmente apresentam
um custo crescente a cada ano. Todavia, pode-se
esperar que os custos de processamento dos
materiais apresentem uma tendência de queda
devido ao uso de máquinas automáticas e robôs.
� O custo de fabricação de um único produto
poderá variar de cidade para cidade e de uma
fábrica para outra, em decorrência dos
encargos, da mão-de-obra, das taxas e
diferenças de frete, bem como das pequenas,
mas inevitáveis, variações de manufatura.
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� O uso de tamanhos padronizados ou de estoque
é um princípio primário de redução de custo.
Exemplo: O engenheiro que especificar uma baixa
de aço AISI 1020 laminada a quente, de secção
transversal quadrada, com 53 mm de lado, terá
adicionado custo ao produto, uma vez que
quadrados de 50 ou 60 mm de lado, sendo ambos
os tamanhos preferenciais, solucionariam o
problema com igual eficiência.
� Para assegurar-se de que tamanhos
padronizados ou preferenciais sejam
especificados, os projetistas devem ter
acesso aos catálogos de fabricantes ou
podem ser obtidas diretamente dos
fornecedores.
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� Dentre os efeitos das especificações de projeto
sobre os custos, talvez aqueles relacionados às
tolerâncias sejam os mais significativos.
� As tolerâncias de projeto influenciam a
produtibilidade do produto final de muitas
maneiras; tolerâncias restritas podem requerer
passos adicionais de processamento ou, ainda,
render uma peça cuja produção é completamente
inviável do ponto de vista econômico.
� Na medida em que peças com grandes
tolerâncias podem frequentemente ser
produzidas por máquinas com taxas de
produção maiores, os custos de mão-de-
obra são menores do que seriam se
trabalhadores qualificados fossem requeridos
para isso.
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� Algumas vezes, quando dois ou mais
procedimentos de projeto são comparados
quanto ao custo, a escolha entre ambos depende
de um conjunto de condições, tais como a
quantidade de produção, a velocidade das linhas
de montagem, etc.
� Surge, então, um ponto que corresponde a
custos iguais, denominado ponto de
equivalência.
� Exemplo de ponto de equivalência
Considere uma situação em que uma determinada
peça pode ser manufaturada a uma razão de 25
por hora, em uma máquina de fuso automático, ou
de 10 por hora, em uma máquina de fuso manual.
Suponhamos, também, que o tempo de ajuste para
a máquina automática seja de três horas e que o
custo de mão-de-obra para ambas as máquinas
seja de 20 dólares a hora, incluindo os encargos.
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� Exemplo de ponto de equivalência
O ponto de equivalência corresponde a 50
peças. Se a produção desejada for maior que
isso, a máquina automática deve ser utilizada.