EXERCÍCIOS PROJETOS MECÂNICOS

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Prof. Esp. Thiago Pereira e Silva Projetos Mecânicos 
EXERCÍCIOS PROJETOS MECÂNICOS 
 
CURSO: Engenharia Mecânica DISCIPLINA: Projetos Mecânicos 
PROFESSOR: Thiago Pereira e Silva 
 
Exercícios 
1) Um laminador industrial de engrenagens, mostrado na figura é movido a 300 rev/min por 
uma força F atuando em um círculo de diâmetro primitivo de 75 mm. O rolo exerce uma 
força normal de 5200 N/m de comprimento do rolo sobre o material sendo puxado. O 
material passa sob o rolo. O coeficiente de fricção é de 0,40. Desenvolva os diagramas 
de momento e de cisalhamento para o eixo, modelando a força do rolo como (a) uma 
força concentrada no centro do rolo, e (b) uma força uniformemente distribuída ao longo 
do rolo. Esses diagramas aparecerão em dois planos ortogonais. 
 
 
 
2) Um eixo em rotação sólido de aço está simplesmente apoiado por mancais nos pontos B 
e C e é movido por uma engrenagem (não mostrada) que se encaixa na engrenagem reta 
em D, cujo diâmetro primitivo (de passo) é de 150 mm. A força F da engrenagem motora 
atua em um ângulo de pressão de 20°. O eixo transmite um torque no ponto A de TA = 
300 N.m. O eixo é de aço usinado com Sy = 420 Mpa e Sut = 560 MPa. Usando um fator 
de segurança de 2,5, determine o diâmetro mínimo permissível do trecho de 10 in do eixo 
com base em (a) uma análise estática de escoamento usando a teoria da energia de 
distorção e (b) uma análise de falha por fadiga. Assuma os raios de filete pontiagudos nos 
ressaltos de mancal para estimar os fatores de concentração de tensão. 
 
 
 
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3) Um eixo é carregado em flexão e torção tal que Ma = 60 N.m, Ta = 40 N.m, Mm = 50 N.m 
e Tm = 30 N.m. Para o eixo, Su = 700 MPa e Sy = 560 MPa, e um limite de endurança 
completamente corrigido de Se = 210 MPa é assumido. Seja Kf = 2,2 e Kfs = 1,8. Com 
um fator de segurança de 2,0, determine o diâmetro mínimo aceitável do eixo usando: 
a) O critério DE-Gerber. 
b) O critério DE-elíptico. 
c) O critério DE-Soderberg. 
d) O critério DE-Goodman. 
Discuta e compare os resultados. 
4) O eixo de aço simplesmente apoiado mostrado na figura abaixo é conectado a um motor 
elétrico através de um acoplamento flexível. Determine o valor da velocidade crítica de 
rotação do eixo. 
 
5) Repita o problema 4, considerando para o eixo um diâmetro de 7 mm e um comprimento 
de 500 mm. 
6) Construa, para o sistema do problema 4, um gráfico mostrando a variação de n, com o 
diâmetro do eixo entre 0,10 e 3,0 in. 
7) Determine a rotação crítica do eixo de aço mostrado na figura abaixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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8) Na figura está mostrado um rolo de amassamento movido por engrenagem que pareia 
com um rolo livre abaixo. O rolo é projetado para exercer uma força normal de 5,25 
N/mm de comprimento de rolo e uma tração de 4,2 N/mm sobre o material sendo 
processado. A velocidade do rolo é de 300 ver/min, e é desejada uma vida de projeto de 
30 000 h. Utilize um fator de aplicação de 1.2 e selecione um par de mancais de esferas 
de contato angular da série 02 da tabela 11-2 para ser montado em 0 e em A Use mancais 
do mesmo tamanho em ambas as localidades com uma confiabilidade combinada de, pelo 
menos 0,92. 
 
 
9) Um mancal de munhão completo possui um diâmetro de munhão de 25 mm, com uma 
tolerância unilateral de 00,0375 mm. O orifício da bucha possui um diâmetro de 25,0375 
mm e uma tolerância unilateral de 0,0075 mm. A razão l/d é unitária. A carga é de 1110 
N E O MUNHÃO RODA A 1100 rev/min. Se a viscosidade média é de 0,055 12 Pa.s, 
encontre a espessura mínima de filme, a perda de potência e o fluxo lateral para a 
montagem de folga mínima. 
10) A figura mostra um freio do tipo de aro interno tendo um diâmetro interno de aro de 300 
mm e uma dimensão R = 125 mm. As sapatas tem uma largura de face de 37,5 mm e são 
ambas acionadas por uma força de 2 kN. O coeficiente médio de fricção é 0,28. 
(a) Encontre a pressão máxima e indique a sapata na qual ela ocorre. 
 
11) Com base no exercício 10 calcule o torque de frenagem executado por cada sapata e 
encontre o torque total de frenagem. 
12) Com base no exercício 10 calcule as reações resultantes no pino de articulação.