Lista de Exercícios 1 - Eixos

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Lista de Exercícios 1 - Elementos de Máquinas 1 
 
1) A função da chaveta é: 
a) ( ) ligar dois elementos mecânicos; 
b) ( ) fixar com parafuso; 
c) ( ) a mesma da arruela; 
d) ( ) deslizar no eixo. 
 
2) A chaveta que não precisa de rasgo no eixo é: 
a) ( ) paralela; 
b) ( ) tangencial; 
c) ( ) longitudinal; 
d) ( ) meia-cana. 
 
3) As chavetas colocadas na extensão do eixo 
são: 
a) ( ) longitudinais; 
b) ( ) transversais simples; 
c) ( ) verticais; 
d) ( ) transversais duplas. 
 
4) Os eixos podem ser: 
a) ( ) flexíveis ou giratórios; 
b) ( ) imóveis ou fixos; 
c) ( ) fixos ou giratórios; 
d) ( ) fixos ou oscilantes. 
5) A chaveta sem inclinação em que o 
ajuste é feito nas faces laterais 
denomina-se: 
a) ( ) cunha; 
b) ( ) meia-cana; 
c) ( ) paralela; 
d) ( ) plana. 
 
6) Para escolher o ajuste da chaveta, deve-
se levar em conta, principalmente: 
a) ( ) o formato da chaveta; 
b) ( ) as características do trabalho; 
c) ( ) o material da chaveta; 
d) ( ) o material do eixo. 
 
7) Em elemento de máquina que faz 
movimento rotativo e retilíneo 
alternativo, deve-se usar a chaveta: 
a) ( ) plana; 
b) ( ) tangencial; 
c) ( ) transversal; 
d) ( ) woodruff. 
 
 
8) Uma engrenagem transmite um torque de 400 N.m. No mesmo eixo da engrenagem há uma luva 
de acoplamento para um motor elétrico com 4 parafusos cujos centros estão distantes 6 cm do 
eixo. O eixo possui diâmetro = 50 mm. Calcular a largura da chaveta (comprimento = 6 cm) e o 
diâmetro dos parafusos, considerando aço ABNT 1020 LQ e C.S. = 3. Posteriormente, calcular 
tensão de esmagamento para os parafusos (espessura da luva = 12 mm) e chaveta (sendo altura 
= 1,4 vezes a largura e t1 = 60% da altura). Caso a tensão de esmagamento seja superior, 
redimensione os elementos. 
 
 
 
 
9) Um eixo biapoiado é mostrado na Figura abaixo. Uma carga distribuída de magnitude constante 
unitária p = 500 N/cm é aplicada enquanto o eixo roda sujeito a um torque variável com o tempo 
que varia de Tmin = -100 N-m a Tmax = 600 N-m. Encontre o diâmetro d do eixo requerido para 
obter um coeficiente de segurança 2 no carregamento de fadiga se o eixo é de aço de Sut = 745 
Mpa e Sy = 427 Mpa. As dimensões são a = 2 cm, b = 7 cm e l = 12 cm. Pressuponha a ausência 
de concentrações de tensão. 
 
 
 
10) Determine o tamanho da chaveta necessário para dar um coeficiente de segurança de pelo 
menos 2 contra cisalhamento e falha de rolamento para o projeto mostrado na Figura abaixo 
usando os valores da a = 16 cm, b = 22 cm e l = 24 cm, p = 750 N/cm, Tmin = 1000 N-m e Tmax = 
2000 N-m. Pressuponha o diâmetro do eixo de 4 cm. O eixo é de aço de Sut = 745 MPa e Sy = 427 
MPa. A chaveta é de aço de Sut = 600 MPa e Sy = 360 MPa. 
 
 
 
 
11) A Figura abaixo mostra a última fase de uma caixa de engrenagens com duas saídas. A 
engrenagem é fabricada integrada ao eixo. O eixo é apoiado por mancais esféricos alinhados. 
Braços de manivela estão ligados a cada extremidade do eixo. A carga sobre as manivelas produz 
forças transversais variáveis equivalentes sobre a extremidade do eixo, bem como torques 
variáveis equivalentes. O torque é transmitido através de rasgos de chaveta fresada na manivela 
e no eixo e uma chave paralela que se encaixa perfeitamente em cada rasgo. A manivela está 
localizada axialmente por um ressalto que está a L = 50 mm do plano no qual a carga transversal 
atua. O raio de concordância de diâmetro do eixo é r/d = 0,05 e do ressalto em relação ao 
diâmetro do eixo é D/d = 1,2. O material do eixo/engrenagem é aço SAE 4130. A força 
transversal varia de 8 kN a 16,5 kN, e o torque varia de 1,1 kN-m a 2,2 kN-m. Para um fator de 
segurança de 2,5 contra uma falha por fadiga da vida infinita, determine um diâmetro do eixo 
adequado, d. 
 
 
12) Como alternativa para a ligação por chaveta no Problema anterior, determine a quantidade de 
interferência diametral necessária para proporcionar um ajuste por interferência adequado para 
a manivela da Figura do exercício anterior utilizando um eixo com diâmetro de 58 mm, de tal 
modo que as tensões no cubo e no eixo sejam seguras e que o torque máximo possa ser 
transmitido por ajuste por interferência. O material da manivela é o mesmo que o do eixo, e o 
comprimento ao longo do eixo é de 64 mm. O diâmetro externo efetivo da manivela é de 150 
mm. 
 
13) Determine a quantidade de interferência diametral necessária para proporcionar um ajuste por 
interferência adequado (em vez da ligação por chaveta mostrada) para uma engrenagem com 
125 mm de diâmetro por 75 mm de espessura (1) da Figura abaixo usando um eixo com 
diâmetro de 80 polegadas, de tal modo que as tensões no cubo e no eixo estejam seguras e o 
torque de entrada de 170 N-m possa ser transmitido por ajuste por interferência. Ambas as 
peças são de aço SAE 4140 normalizado @ 1650F. Os valores da a = 4 cm, b = 12 cm e l = 14 cm, 
P1 = 250 N/cm, P2 = 750 N/cm, Tmin = -200 N-m e Tmax = 400 N-m. 
 
 
 
14) Repita o Problema 12 levando em conta as concentrações de tensões nos rasgos de chaveta 
mostrados na Figura do Exercício 13.