lista 3 Elementos

Prévia do material em texto

Elementos de Máquinas e Mecanismos 
Lista de Exercícios 03 
 
1
 
Universidade Salvador – UNIFACS 
Departamento de Engenharia Mecânica 
Prof. M.Sc. Antonio Fernando A. de Andrade 
 
Elementos de Máquinas e Mecanismos 
Semestre: 5º/6º 
 
 
Lista de Exercícios Nº 03: 
 
1. No projeto de um elevador de carga utiliza-se um parafuso de potência com rosca ACME com um 
diâmetro de 1 ½ in, passo de ¼ in e rosca simples, segundo a figura abaixo. Considerando f = 0,095, fc = 
0,068, dc = 2,0 in e P = 5200 N, calcule: 
 
a) Os parâmetros de rosca (dm, dr, e l). 
b) Calcule o torque para elevar a carga. 
c) Calcule o torque para baixar a carga e a condição de autobloqueio. 
d) Encontre a tensão de Von-mises na seção critica do filete de rosca. 
 
 
 
2. Na figura abaixo temos uma junção que representa um parafuso de um flange com 12 parafusos no 
total. Calcule: 
 
Dados: 
 Parafuso: M 20x2,5x125 Cat. Propriedade 5,8 
 Espessura da arruela: 1,75 mm; 
 Módulo de Elasticidade Parafuso: 119 Gpa; 
 Módulo de Elasticidade das Peças: 71 Gpa; 
 Parafusos com porcas Bowman antiagarramento; 
 Fixadores reutilizados. 
 
a) km, kb e C. 
b) A pré-carga aplicada. 
c) Considerando um fator de segurança de 1,5 calcule a carga total e a carga à qual cada 
parafuso estará submetido. 
d) As tensões de pré-carga e de serviço do parafuso. 
e) O torque para desenvolver a pré-carga. 
 
 
Elementos de Máquinas e Mecanismos 
Lista de Exercícios 03 
 
2
 
 
3. No projeto de um elevador de carga utiliza-se um parafuso de potência com rosca QUADRADA 
com um diâmetro de 1 ¾ in, passo de ¼ in e rosca simples. Considerando f = 0,085, fc = 0,05, dc = 3,0 in 
e P = 10000 N, calcule para o sistema INGLÊS: 
 
 
a) Os parâmetros de rosca (dm, dr, e l). 
b) Calcule o torque para elevar a carga. 
c) Calcule o torque para baixar a carga e a condição de autobloqueio. 
d) Encontre a tensão de Von-mises na seção critica do filete de rosca. 
 
 
 
 
4. Na figura abaixo temos uma junção que representa um parafuso de um flange com 10 parafusos no 
total para suportar uma carga de 500 kN. Considerando L1 = 50 mm e L2 = 100 mm, calcule: 
 
Dados: 
 Parafuso: M 30 x 3,5 x 110 mm, Cat. Prop. 8.8; 
 Espessura da arruela: 3 mm; 
 Módulo de Elasticidade Parafuso: 119 GPa; 
 Módulo de Elasticidade das Peças: 71 GPa; 
 Limite de Resistência a Fadiga Modificado: 124 MPa; 
 Parafusos chapeados de zinco; 
 Fixadores reutilizados. 
 
a) km, kb e C. 
b) A pré-carga aplicada e a respectiva tensão. 
c) Calcule a carga suportada por cada parafuso e o fator de segurança, verificando se o 
projeto é viável ou não, caso não seja proponha uma solução, provando-a. 
d) O torque para desenvolver a pré-carga. 
e) O fator de segurança de fadiga. 
 
 
 
 
Elementos de Máquinas e Mecanismos 
Lista de Exercícios 03 
 
3
 
 
5. Na figura abaixo temos uma junção que representa um parafuso de um flange com 20 parafusos no 
total para suportar uma carga de 20 klbf. Calcule para o sistema INGLÊS: 
 
Dados: 
 Espessura da arruela: 1/16 in; 
 Módulo de Elasticidade Parafuso: 30 M psi; 
 Módulo de Elasticidade das Peças: 14 M psi; 
 Limite de Resistência a Fadiga Modificado: 18,6 kpsi; 
 Parafusos lubrificados; 
 Fixadores reutilizados. 
 
a) km, kb e C. 
b) A pré-carga aplicada e a respectiva tensão. 
c) Calcule a carga suportada por cada parafuso e o fator de segurança, verificando se o 
projeto é viável ou não, caso não seja proponha uma solução, provando-a. 
d) O torque para desenvolver a pré-carga. 
e) O fator de segurança de fadiga por ASME-Elíptico, mantendo a condição inicialmente 
proposta, você modificaria o número de parafusos?