Trabalho projetos de máquinas AV1

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Alunos: Marcelo Pereira nunes
 Deidyvania Torres Rodrigues
Introdução:
O plano é adquirir conhecimento teórico é com as memorias de cálculos saber no que pode ser aplicado, com esse conteúdo as aplicações pode ser mais exatas através dos cálculos mostrados.
Objetivo:
Desenvolver conhecimento teórico com aplicar aos conceitos de elementos de maquinas para projetos mecânicos, com esses conceito podemos desenvolver um projeto em diversos equipamentos dando uma boa performance e com isso não elevando o custo do projeto.
Parafusos
Parafusos são elementos de fixação, empregados na união não permanente
de peças, isto é, as peças podem ser montadas e desmontadas facilmente,
bastando apertar e desapertar os parafusos que as mantêm unidas.
Os parafusos se diferenciam pela forma da rosca, da cabeça, da haste e do
tipo de acionamento.
Em geral, o parafuso é composto de duas partes: cabeça e corpo.
O corpo do parafuso pode ser cilíndrico ou cônico, totalmente roscado ou
parcialmente roscado. A cabeça pode apresentar vários formatos; porém, há
parafusos sem cabeça.
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Há uma enorme variedade de parafusos que podem ser diferenciados pelo
formato da cabeça, do corpo e da ponta. Essas diferenças, determinadas pela
função dos parafusos, permite classificá-los em quatro grandes grupos: parafusos
passantes, parafusos não-passantes, parafusos de pressão, parafusos
prisioneiros.
Parafusos passantes
Esses parafusos atravessam, de lado a lado, as peças a serem unidas,
passando livremente nos furos.
Dependendo do serviço, esses parafusos, além das porcas, utilizam arruelas
e contraporcas como acessórios.
Os parafusos passantes apresentam-se com cabeça ou sem cabeça.
Parafusos não-passantes 
São parafusos que não utilizam porcas. O papel de porca é desempenhado
pelo furo roscado, feito numa das peças a ser unida.
Parafusos de pressão
Esses parafusos são fixados por meio
de pressão. A pressão é exercida pelas pontas
dos parafusos contra a peça a ser fixada.
Os parafusos de pressão podem apresentar
cabeça ou não.
Parafusos prisioneiros
São parafusos sem cabeça com rosca em ambas as extremidades, sendo
recomendados nas situações que exigem montagens e desmontagens freqüentes.
Em tais situações, o uso de outros tipos de parafusos acaba danificando a
rosca dos furos.
As roscas dos parafusos prisioneiros podem ter passos diferentes ou sentidos
opostos, isto é, um horário e o outro anti-horário.
Para fixarmos o prisioneiro no furo da máquina, utilizamos uma ferramenta
especial.
Caso não haja esta ferramenta, improvisa-se um apoio com duas porcas
travadas numa das extremidades do prisioneiro.
Após a fixação do prisioneiro pela outra extremidade, retiram-se as porcas.
A segunda peça é apertada mediante uma porca e arruela, aplicadas à
extremidade livre do prisioneiro.
O parafuso prisioneiro permanece no lugar quando as peças são desmontadas.
Segue um quadro síntese com características da cabeça, do corpo, das
pontas e com indicação dos dispositivos de atarraxamento.
Segue um quadro com a ilustração dos tipos de parafusos em sua forma
completa.
Parafuso de cabeça sextavada
Aplicação 
Em geral, esse tipo de parafuso é utilizado em uniões em que se necessita de
um forte aperto da chave de boca ou estria.
Esse parafuso pode ser usado com ou sem rosca. Quando usado sem rosca, o rosqueamento é feito na peça.
Parafusos com sextavado interno 
 De cabeça cilíndrica com sextavado interno (Allen)
Aplicação
Este tipo de parafuso é utilizado em uniões que exigem um bom aperto, em
locais onde o manuseio de ferramentas é difícil devido à falta de espaço.
Esses parafusos são fabricados em aço e tratados termicamente para aumentar
sua resistência à torção.
Sem cabeça com sextavado interno.
Aplicação
Em geral, esse tipo de parafuso é utilizado para travar elementos de máquinas.
Por ser um elemento utilizado para travar elementos de máquinas, esses
parafusos são fabricados com diversos tipos de pontas, de acordo com sua
utilização. Veja a seguir:
Parafusos de cabeça com fenda
De cabeça escareada chata com fenda
Aplicação
São fabricados em aço, aço inoxidável, inox, cobre, latão, etc.
Esse tipo de parafuso é muito empregado em montagens que não sofrem
grandes esforços e onde a cabeça do parafuso não pode exceder a superfície
da peça.
De cabeça redonda com fenda
Aplicação
Esse tipo de parafuso é também muito empregado em montagens que não
sofrem grandes esforços. Possibilita melhor acabamento na superfície. São
fabricados em aço, cobre e ligas, como latão.
De cabeça cilíndrica boleada com fenda
Aplicação
São utilizados na fixação de elementos nos quais existe a possibilidade de se
fazer um encaixe profundo para a cabeça do parafuso, e a necessidade de um bom
acabamento na superfície dos componentes. Trata-se de um parafuso cuja cabeça
é mais resistente do que as outras de sua classe. São fabricados em aço, cobre e
ligas, como latão.
De cabeça escareada boleada com fenda
Aplicação
São geralmente utilizados na união de elementos cujas espessuras sejam finas e quando é necessário que a cabeça do parafuso fique embutida no elemento. Permitem um bom acabamento na superfície. São fabricados em aço, cobre e ligas como latão.
Parafusos de potência
 O parafuso de potência é um dispositivo usado em maquinaria para transformar o movimento angular em movimento linear e, usualmente, para transmitir potência. Aplicações familiares incluem os parafusos de avanço de tornos mecânicos e parafusos para morsas, prensas e macacos. 
Uma aplicação de parafusos de potência para um macaco movido a eletricidade é mostrado na figura abaixo.
Conforme foi feito no exemplo acima, calcule o diâmetro menor de uma rosca métrica normal, a saber: 
diâmetro externo: 6 mm 
Passo: 1 mm 
Fórmula: d1 = d - 1,2268 · P
Calcular o diâmetro efetivo de um parafuso (diâmetro médio) com rosca métrica normal, cujo diâmetro externo é de 12 mm e o passo é de 1,75 mm. Fórmula:
d2 = d - 0,6495 · P
Substituindo os valores desta fórmula:
d2 = 12 - 0,6495 · 1,75 
d2 = 12 - 1,1366 
d2 = 10,86 mm
diâmetro médio é de 10,86 mm
Mancais de rolamento
Quando necessitar de mancal com maior velocidade e menos atrito, o
mancal de rolamento é o mais adequado.
Os rolamentos são classificados em função dos seus elementos rolantes.
Veja os principais tipos, a seguir.
Quando é necessário reduzir ainda mais o atrito de escorregamento, utilizamos
um outro elemento de máquina, chamado rolamento.
Os rolamentos limitam, ao máximo, as perdas de energia em conseqüência
do atrito.
São geralmente constituídos de dois anéis concêntricos, entre os quais são
colocados elementos rolantes como esferas, roletes e agulhas.
Os rolamentos de esfera compõem-se de:
O anel externo é fixado no mancal, enquanto que o anel interno é fixado
diretamente ao eixo.
As dimensões e características dos rolamentos são indicadas nas diferentes
normas técnicas e nos catálogos de fabricantes.
Ao examinar um catálogo de rolamentos, ou uma norma específica, você
encontrará informações sobre as seguintes características:
Características dos rolamentos:
D: diâmetro externo;
d: diâmetro interno;
R: raio de arredondamento;
L: largura.
Em geral, a normalização dos rolamentos é feita a partir do diâmetro interno
d, isto é, a partir do diâmetro do eixo em que o rolamento é utilizado.
Para cada diâmetro são definidas três séries de rolamentos: leve, média
e pesada.
As séries leves são usadas para cargas pequenas. Para cargas maiores, são
usadas as séries média ou pesada. Os valores do diâmetro D e dalargura L
aumentam progressivamente em função dos aumentos das cargas.
Os rolamentos classificam-se de acordo com as forças que eles suportam.
Podem ser radiais, axiais e mistos.
· Radiais - não suportam cargas axiais e impedem o deslocamento no sentido
transversal ao eixo.
Axiais - não podem ser submetidos a cargas radiais.
Impedem o deslocamento no sentido axial, isto é,
longitudinal ao eixo.
Mistas - suportam tanto carga radial como axial.
Impedem o deslocamento tanto no sentido transversal
quanto no axial.
Conforme a solicitação, apresentam uma infinidade de tipos para aplicação
específica como: máquinas agrícolas, motores elétricos, máquinas, ferramentas,
compressores, construção naval etc.
Quanto aos elementos rolantes, os rolamentos podem ser:
a) De esferas - os corpos rolantes são esferas. Apropriados para rotações mais
elevadas.
De rolos - os corpos rolantes são formados de cilindros, rolos cônicos ou
barriletes. Esses rolamentos suportam cargas maiores e devem ser usados
em velocidades menores.
De agulhas - os corpos rolantes são de pequeno diâmetro e grande comprimento. São recomendados para mecanismos oscilantes, onde a carga não é
constante e o espaço radial é limitado.
Exemplo 
Exemplo
	
Dimensionamento do de juntas soldadas.
A forma pode mais prontamente desempenhar a função com a ajuda de processos de união, tais como soldagem, brasagem, fusão de liga de baixa fusão, cementação e colagem - processos que são hoje usados extensivamente em manufatura. Sempre que partes tiverem de ser montadas ou fabricadas, existe usualmente um bom motivo para considerar um desses processos em trabalho preliminar de desenho. Particularmente quando as seções a serem unidas são finas, um desses métodos pode levar a uma economia significativa. A eliminação de fixadores individuais, com seus orifícios e custos de montagem, é um fator importante. Dessa forma alguns desses métodos permitem também rápida montagem em máquina, promovendo a atratividade deles. Junções rebitadas permanentes foram comuns como meio de prender perfis laminados de aço, um ao outro, para formar uma junção permanente. A fascinação infantil de ver um rebite quente vermelho-cereja lançado com tenazes através de um esqueleto de edifício para ser infalivelmente agarrado por uma pessoa com uma caçamba cônica,
e ser martelado pneumaticamente em sua forma final, é tudo menos esgotada. Dois desenvolvimentos relegaram rebitagem a menor proeminência. O primeiro foi o desenvolvimento de parafusos de porca de aço de alta resistência, cuja pré-carga podia ser controlada. O segundo foi a melhoria de soldagem, competindo ambos em custo e em escopo de formas possíveis.
Uma solda é fabricada ao soldar, junto, uma coleção de formas metálicas cortadas a configurações particulares. Durante a soldagem, as várias partes são mantidas juntas de forma segura, frequentemente por grampo ou fixador. As soldas devem ser precisamente especificadas nos desenhos de trabalho,
Tensões em iunções soldadas em torção
Uma viga em balanço de comprimento l soldada a uma coluna por
duas soldas de filete. A reação no suporte de uma viga em balanço sempre consiste em
uma força de cisalhamento V e um momento M. A força de cisalhamento produz uma
tensão primária de cisalhamento nas soldas de magnitude em que A é a área de garganta de toda a solda.
O momento no apoio produz uma tensão secundária de cisalhamento ou torção das
soldas, e essa tensão é dada pela equação
em que ré a distância do centroide do grupo de soldas até o ponto na solda de interesse e J é o segundo momento polar de área do grupo de solda em relação ao centroide do grupo. Quando os tamanhos de soldas são conhecidos, essas equações podem ser solucionadas e os resultados combinados para obter a tensão de cisalhamento máxima. Note quer é usualmente a distância mais longe do centroide do grupo de solda. Duas soldas em um grupo. Os retângulos representam as áreas de garganta das soldas. A solda 1 tem uma largura de garganta b 1 = O, 707 h 1, e a solda 2 tem uma largura de garganta d2 = 0,707h2. Note que h1 e h2 são os respectivos tamanhos de solda. A área de garganta de ambas as soldas juntas é
Essa é a área que deve ser usada na Equação 
O eixo x passa pelo centroide G1 da solda 1. O segundo momento de
área ao redor desse eixo é
Similarmente, o segundo momento de área ao redor de um eixo passando por G1 , paralelo ao eixo y, é
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Assim, o segundo momento polar de área da solda 1 em relação a seu próprio centroide é
De modo similar, o segundo momento polar de área da solda 2 em relação a seu centroide
É
O centroide G do grupo de solda está localizado em
Usando a Figura 9-13 outra vez, vemos que as distâncias r1 e r2 de G1 e G2 para G,
respectivamente, são
Agora, usando o teorema de eixos paralelos, encontramos o segundo momento polar de
área do grupo de solda como
Essa é a quantidade a ser usada na Equação. A distância r deve ser medida a partir
de G e o momento M computado em relação a G.
O procedimento reverso é aquele no qual a tensão de cisalhamento permissível é dada
e desejamos encontrar o tamanho de solda. O procedimento usual é estimar um tamanho
de solda provável e usar iteração.
Observe nas Equações (b) e (c) as quantidades b􀀟 e d;, respectivamente, que são os
cubos das larguras de solda. Essas quantidades são pequenas e podem ser desconsideradas.
Isso deixa os termos bid􀁒 /12 e d2b; /12, que fazem lc1 e lc2 lineares na largura de
solda. Colocar larguras de solda b1 e b2 unitárias nos leva à ideia de tratar cada filete de solda
como uma linha. O segundo momento de área resultante é então um segundo momento
polar unitário de área. A vantagem de tratar o tamanho de solda como uma linha é
que o valor de lu é o mesmo independentemente do tamanho de solda. Visto que a largura
na qual lu é encontrado por métodos convencionais para uma área com largura unitária. A fórmula de transferência para lu deve ser empregada quando as soldas ocorrem em grupos, como na Figura 9-12. A Tabela 9-1 lista as áreas de garganta e os segundos momentos polares unitários de área para as soldas de filete mais comumente encontradas. O exemplo seguinte é típico dos cálculos normalmente feitos.
Referência bibliográfica:
Livro elemento e maquinas de shigley, projetos de engenharia mecânica 8º edição 
Apostila do telecurso 2000.
http://professor.luzerna.ifc.edu.br/charles-assuncao/wp-content/uploads/sites/33/2016/07/Apostila-Elementos-de-M%C3%A1quina-SENAI.pdf