Cálculo-Simplificado-de-Parafusos

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE 
SANTA CATARINA 
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE METAL MECÂNICA 
CURSO TÉCNICO EM MECÂNICA 
 
 
 
Cálculo Simplificado de Parafusos 
 
 
 Prof. Eng. Mec. Norberto Moro 
 Téc. Em Mec. Charles Aguiar May 
 
 
FLORIANÓPOLIS – junho de 2017 
 
 
2 
 
SUMÁRIO 
1. PARAFUSO .................................................................................................. 4 
1.1 ROSCAS ................................................................................................... 6 
1.1.1 PASSO DA ROSCA ........................................................................... 7 
1.1.2 ENTRADAS DAS ROSCAS ................................................................ 7 
1.1.3 DIREÇÂO DA ROSCA........................................................................ 7 
1.2 DIMENSIONAMENTO DO PARAFUSO ................................................... 8 
1.2.1 CÁLCULO SIMPLIFICADO ................................................................ 8 
2. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................. 22 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
 
SIMBOLOGIA 
 
 A Área 
 F Força 
 M Momento 
 R Reação 
 Sg Coeficiente de Segurança 
 σ Tensão Normal 
σadm Tensão admissível 
 σe Tensão de escoamento 
 ∑ Somatório 
 Ø Diâmetro 
 
4 
 
1. PARAFUSO 
O que é: O parafuso é um elemento de ligação 
formada por um corpo cilíndrico, sendo cabeça (há 
parafusos sem) e rosca (há alguns com parte da 
haste sem rosca). 
 
Emprego: É empregado para fixação de peças 
variadas, de forma não permanente e que podem ser 
facilmente montadas e desmontadas. 
 
Classificação: Existem quatro grandes grupos de 
parafusos 
- Passantes, não passantes, de pressão e prisioneiros. 
 
Fabricação: são fabricados por conformação plástica 
(prensagem ou rolagem em matrizes abertas) ou por 
usinagem (torneamento ou fresamento). 
 
 
 
 
 
Passante: atravessam as peças e são 
fixos com porcas. 
 
 
Não passante: a fixação da rosca é 
feita numa das peças, sem a 
necessidade de porca. 
 
 
 
Pressão: a pressão é exercida pelas 
pontas dos parafusos contra a peça a 
ser fixada. 
 
 
Prisioneiros: são parafusos sem 
cabeça roscados em ambas pontas, 
para peças que exigem montagem e 
desmontagem frequentes. 
5 
 
 
 
 
Tipos: Ver tabela abaixo. 
 
 
Aplicações: 
 
 
Cabeça sextavada: usado com ou sem rosca, é 
aplicado para uniões que necessitam forte aperto (com 
chave de boca). 
 
Sextavado interno (Allen): é utilizado em uniões que 
necessitam forte aperto em locais com pouco espaço 
para manuseio de ferramentas. 
 
 
Sem cabeça e fenda/sextavado interno: é utilizado para 
travar elementos de máquinas não deixando saliências 
externas. 
6 
 
 
 
 
 
Cabeça escareada chata com fenda: é usado em 
montagens que não sofrem grandes esforços e cuja 
cabeça não pode exceder a superfície. 
 
 
Cabeça redonda com fenda: usado em montagens que 
não sofrem grandes esforços, proporcionando bom 
acabamento superficial. 
 
 
 
Cabeça cilíndrica com fenda: usado na fixação de 
elementos nos quais existe a possibilidade de se fazer 
um encaixe profundo para a cabeça do parafuso e bom 
acabamento superficial. 
 
 
Cabeça escareada boleada com fenda: usado na 
fixação de elementos com pouca espessura ficando a 
cabeça embutida. 
 
 
Rosca soberba (vários tipos de cabeça): usado em 
madeira e em peças de alvenaria (junto com buchas 
plásticas). 
 
1.1 ROSCAS 
O tipo de rosca usada num parafuso irá determinar a sua aplicação. 
Veja os tipos na tabela abaixo.
 
Parafusos e porcas de fixação na 
união de peças (ex.: peças e 
máquinas em geral). 
 Fusos que transmitem movimento 
suave e uniforme (ex.: máquinas 
operatrizes). 
 Parafusos de grandes diâmetros 
sujeitos a grandes esforços (ex.: 
equipamentos ferroviários). 
 Fusos que sofrem grandes 
esforços e choques (ex.: prensas 
e morsas). 
 
Fusos que exercem grandes 
esforços num só sentido (ex.: 
macacos de catraca). 
7 
 
1.1.1 PASSO DA ROSCA 
 
O passo da rosca é a distância entre dois pontos de um filete ao 
correspondente do seu sucessor, ou seja, a cada uma volta do parafuso na 
porca, ele se desloca a distância em milímetros correspondente ao passo da 
roca. Exemplo: passo 1,25. A cada uma volta do parafuso na porca, ele se 
desloca 1,25mm. É definido a partir da aplicação do parafuso. Ele será: 
• Grosso ou grande: quando necessitar-se de deslocamento com 
velocidade e/ou quando sob esforços muito significativos atuantes 
sobre o parafuso; 
• Fino ou pequeno: quando necessitar-se de um deslocamento com 
precisão, ou seja, baixa velocidade e/ou quando sob esforços 
muito baixos atuantes sobre o parafuso. 
Os valores de passo para ser 1,5 ou 1,25 entre outros, estão amarrados ao 
diâmetro do parafuso, ou seja, são valores tabelados. Feito o cálculo do 
diâmetro, procura-se uma tabela e se verifica o passo a ser aplicado ao 
parafuso. 
 
1.1.2 ENTRADAS DAS ROSCAS 
 
Existe roscas com mais de uma entrada para os filetes. Há parafusos de 
uma, duas e três entradas. 
• Uma entrada: o avanço é igual ao passo. 
• Duas entradas: o avanço é duas vezes o passo 
• Três entradas: o avanço é três vezes o passo. 
 
1.1.3 DIREÇÂO DA ROSCA 
 
As roscas podem ser fabricadas para dar aperto e soltura em dois 
sentidos, direita e esquerda. A rosca esquerda, a qual afrouxa-se para o sentido 
horário é empregada quando o elemento fixado tem uma alta vibração e gira no 
8 
 
sentido contrário ao aperto. Dito isso, opta-se por utilizar uma rosca invertida 
para que ao invés de afrouxar, apertar o parafuso ou elemento de fixação. 
 
 
1.2 DIMENSIONAMENTO DO PARAFUSO 
 
Para dimensionar um parafuso é necessário tomar conhecimento de duas 
coisas: 
1ª. Saber qual o material dos parafusos a ser usado, e o respectivo coeficiente 
de segurança; 
2ª. Ter conhecimento das forças (perpendiculares – tração) atuantes no 
parafuso. 
 
1.2.1 CÁLCULO SIMPLIFICADO 
 
𝐹𝐶𝑃 =
FPA(N)
NºP
, sendo: 
FPC: força que atua em cada parafuso; 
FPA: força na placa “a”; 
NºP: número de parafusos. 
 
 
 
 
 
 
 
9 
 
 
2-EXEMPLOS RESOLVIDOS 
2.1Exemplo 1: 
 
 
Calcular o diâmetro dos parafusos que sustentarão as placas. Considerar 
material Aço ABNT 1020 LQ e SG=2. 
 
Ra=Rb=1t 
Tensão admissível: 
𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝜎𝑒
𝑆𝑔
=
210
2
= 105𝑀𝑃𝑎 
 
Placa A: 
𝐹𝐶𝑃 =
FPA(N)
NºP
=
10000
2
= 5000𝑁 
 
𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝐹𝐶𝑃(𝑁)
𝐴(𝑚𝑚2)
= 105 =
5000
𝐴
= 𝐴 =
5000
105
= 47,6𝑚𝑚² 
Ø = √𝐴(𝑚𝑚2) ∗
4
𝜋
= √
47,6 ∗ 4
𝜋
= 7,7𝑚𝑚 
10 
 
 
 
 
Placa B: 
𝐹𝐶𝑃 =
FPB(N)
NºP
=
10000
4
= 2500𝑁 
 
𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝐹𝐶𝑃(𝑁)
𝐴(𝑚𝑚2)
= 105 =
2500
𝐴
= 𝐴 =
2500
105
= 23,8𝑚𝑚² 
Ø = √𝐴(𝑚𝑚2) ∗
4
𝜋
= √
23,8 ∗ 4
𝜋
 = 5,63𝑚𝑚 
 
Comercialmente utilizara-se parafusos M8 porque a diferença de preço 
entre os diâmetros calculados é mínima e sendo a favor da segurança e 
facilitar a manutenção. 
Dá-se a nomenclatura do parafuso por M8, onde: 
M: rosca métrica 
8: diâmetro externo do parafuso em milímetro 
Sendo ela, quando não especificada, rosca triangularde passo x. 
 
2.2 Exemplo 2: 
 
 
11 
 
Calcular o diâmetro dos parafusos que sustentarão as placas. Considerar 
material Aço ABNT 1020 LQ e SG=2. 
 
∑ Fy= 0 RA+RB-4t= 0 
∑ Fy= 0 RA+RB= 4t 
∑ Ma=0 4.2 – RB.6 =0 
∑ Ma=0 8 – RB6= 0 
∑Ma=0 RB6= 8 
∑Ma=0 RB= 
8
6
= 1,33𝑡 
 
∑ Fy= 0 RA+1,33= 4t 
∑ Fy= 0 RA=4t – 1,33t 
∑ Fy= 0 RA= 2,67t 
 
Tensão admissível: 
𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝜎𝑒
𝑆𝑔
=
210
2
= 105𝑀𝑃𝑎 
 
Placa A: 
𝐹𝐶𝑃 =
FPA(N)
NºP
=
26700
4
= 6675𝑁 
 
𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝐹𝐶𝑃(𝑁)
𝐴(𝑚𝑚2)
= 105 =
6675
𝐴
= 𝐴 =
6675
105
= 63,57𝑚𝑚² 
Ø = √𝐴(𝑚𝑚2) ∗
4
𝜋
= √
63,57 ∗ 4
𝜋
≈ 9𝑚𝑚 
 
Placa B: 
𝐹𝐶𝑃 =
FPB(N)
NºP
=
13300
2
= 6650𝑁 
 
12 
 
𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝐹𝐶𝑃(𝑁)
𝐴(𝑚𝑚2)
= 105 =
6650
𝐴
= 𝐴 =
6650
105
= 63,33𝑚𝑚² 
Ø = √𝐴(𝑚𝑚2) ∗
4
𝜋
= √
63,33 ∗ 4
𝜋
≈ 9𝑚𝑚 
 
2.3Exemplo 3: 
 
Calcular o diâmetro dos parafusos que sustentarão as placas. Considerar 
material Aço ABNT 1020 LQ e SG=2. 
 
∑ Fx= 0 𝑅𝐴𝑥 − 𝑅𝐵𝑥 = 0 
∑ Fx= 0 𝑅𝐴𝑥 = 𝑅𝐵𝑥 
∑ Fx= 0 𝐶𝑜𝑠30° . 𝑅𝐴 = 𝐶𝑜𝑠60° . 𝑅𝐵 
∑ Fx= 0 0,86 . 𝑅𝐴 = 0,5 . 𝑅𝐵 
∑ Fx= 0 𝑅𝐴 =
0,5𝑅𝐵
0,86
= 0,58𝑅𝐵 
∑ Fy= 0 𝑅𝐴𝑦 + 𝑅𝐵𝑦 − 10𝑡 = 0 
∑ Fy= 0 𝑅𝐴𝑦 + 𝑅𝐵𝑦 = 10𝑡 
∑ Fy= 0 𝑆𝑒𝑛30°. 𝑅𝐴 + 𝑆𝑒𝑛60°. 𝑅𝐵 = 10𝑡 
∑ Fy= 0 0,5. (0,58𝑅𝐵) + 0,86. 𝑅𝐵 = 10𝑡 
∑ Fy= 0 0,29𝑅𝐵 + 0,86𝑅𝐵 = 10𝑡 
∑ Fy= 0 1,15𝑅𝐵 = 10𝑡 
∑ Fy= 0 𝑅𝐵 =
10
1,15
 = 8,6t 
13 
 
 
 
 
∑ Fy= 0 𝑅𝐴 = 0,58 . 8,6 = 4,9𝑡 
 
𝑅𝐴𝑦(𝐹𝑃𝐴) = 𝑅𝐴 . 𝑆𝑒𝑛30° 
𝑅𝐴𝑦(𝐹𝑃𝐴) = 4,9 .0,5 = 2,45𝑡 
𝑅𝐵𝑦(𝐹𝑃𝐵) = 𝑅𝐵 . 𝑆𝑒𝑛60° 
𝑅𝐵𝑦(𝐹𝑃𝐵) = 8,6 .0,86 = 7,39𝑡 
 
Tensão admissível: 
𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝜎𝑒
𝑆𝑔
=
210
2
= 105𝑀𝑃𝑎 
 
Placa A: 
𝐹𝐶𝑃 =
FPA(N)
NºP
=
24500
3
= 8166,66𝑁 
 
𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝐹𝐶𝑃(𝑁)
𝐴(𝑚𝑚2)
= 105 =
8166,66
𝐴
= 𝐴 =
8166,66
105
= 77,77𝑚𝑚² 
Ø = √𝐴(𝑚𝑚2) ∗
4
𝜋
= √
77,77 ∗ 4
𝜋
≈ 10𝑚𝑚 
 
Placa B: 
𝐹𝐶𝑃 =
FPB(N)
NºP
=
73900
4
= 18475𝑁 
 
𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝐹𝐶𝑃(𝑁)
𝐴(𝑚𝑚2)
= 105 =
18475
𝐴
= 𝐴 =
18475
105
= 175,95𝑚𝑚² 
Ø = √𝐴(𝑚𝑚2) ∗
4
𝜋
= √
175,95 ∗ 4
𝜋
≈ 15𝑚𝑚 
 
14 
 
 
 
2.4Exemplo 4: 
 
Calcular o diâmetro dos parafusos que sustentarão as placas. Considerar 
material Aço ABNT 1020 LQ e SG=2. 
 
Representação da força na placa B, fisicamente: 
 
 
Placa B: 
𝐹𝐶𝑃 =
FPB(N)
NºP
=
100000
2
= 50000𝑁 
 
𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝐹𝐶𝑃(𝑁)
𝐴(𝑚𝑚2)
= 105 =
50000
𝐴
= 𝐴 =
50000
105
= 476,19𝑚𝑚² 
15 
 
Ø = √𝐴(𝑚𝑚2) ∗
4
𝜋
= √
476,19 ∗ 4
𝜋
≈ 25𝑚𝑚 
 
Representação da força na placa A, fisicamente: 
 
 
Placa A: 
𝐹𝐶𝑃 =
FPA(N)
NºP
=
50000
3
= 16666,66𝑁 
 
𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝐹𝐶𝑃(𝑁)
𝐴(𝑚𝑚2)
= 105 =
16666,66
𝐴
= 𝐴 =
16666,66
105
= 158,73𝑚𝑚² 
Ø = √𝐴(𝑚𝑚2) ∗
4
𝜋
= √
158,73 ∗ 4
𝜋
≈ 15𝑚𝑚 
 
3-EXERCICIOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
19 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
20 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
21 
 
 
 
 
 
 
22 
 
4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
Elementos de Máquinas. Parte II – Características dos Elementos. Eng. Mec. 
Norberto Moro e Téc. Em Mec. André Paegle Auras. Santa Catarina: IFSC – 
2006 
www.sandvik.coromant.com/pt-pt/knowledge/threading/thread-turning/choice-of-
-application/how-to-apply