1° Trab Elem máquinas mar 21

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PUC Minas – Contagem - Curso de Engenharia Mecânica 
1ª Trab prático Elementos de máquinas – março/21 - Valor 20 pontos 
 
Aluno: ........................................................................... data ..................... 
 
 
1 a.Qual a função básica do Fator de Segurança no projeto de um elemento de máquinas ? Quando o fator de 
segurança se faz presente ? 
 b. Descreva o que é fator de serviço e como quantificar em atividade de dimensionamento. Cite pelo menos 3 
situações em que se aplica. 
 
2. Faça um gráfico mostrando as linhas de Goodman modificado, Gerber, e Soderberg do método de previsibilidade 
de falhas devido a tensões flutuantes. Associe expressões com as linhas de Goodmann, Gerber e Soderberg. 
 
3. a-Elabore o gráfico do exercício 2 acima e também as expressões correspondentes. 
 b-Mostre as expressões de Gerber e Soderberg aplicando um fator de segurança “n” como critério de projeto. 
 
4 – A figura abaixo mostra um enrolador de fitas em corte. Faça o diagrama de cargas atuantes no eixo do enrolador. 
Represente as forças com as respectivas direções, não precisando quantificá-las. 
 
 
 
5- Um cilindro hidráulico destinado a manter fechada porta de estufa industrial opera a temperatura de até 150°C, 
confiabilidade 95%, mais dados abaixo 
 
 
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Componente 
 
Aço 
 
Sr - MPa 
 
Sy – Mpa 
 
σmin - MPa 
 
σmax - MPa 
 Haste SAE-4140 730 650 -90 175 
Camisa ST-52 520 370 45 96 
Garfo SAE-1045 580 340 75 135 
 Peças usinadas em sedes de encaixes e sedes lisas deslizantes. 
 
6-Determine a tensão limite de fadiga para a Haste ø 38mm e camisa tubo ø89 parede 7mm tabela acima. 
 
7-Calcule o nr de ciclos de carga para o garfo acima operando com fator de segurança 1,5 sobre o limite de fadiga. 
 
8- Qual o peso da haste acima um trecho ø 38 x 260 mm; um trecho ø34x190 e um trecho ø 31 x 175 com rasgo de 
chaveta normalizado comprimento 120mm. 
 
9- O ventilador figura abaixo opera com 12,5 CV e 1750 rpm. Calcule as forças e momentos atuantes no eixo. Peso do 
rotor 130 kgf. Força vertical reação do fluxo de ar no rotor 110 kgf. Dimensione o eixo construído com material SAE-
1045 considere carga de fadiga. Faça esboço. Diam preliminar para fator de tamanho 55mm. Sedes do rotor e 
acoplamento chavetadas. 
 
 
10- Um eixo de redutor figura abaixo opera a 375 rpm com força tangencial 190 kgf no ø primitivo 170 mm. 
Especifique o material, determine as tensões de projeto, dimensione e faça um esboço. Calcule o peso. 
 
 
11 – O eixo desenho abaixo opera com força radial horizontal na engrenagem de 705 kgf e tangencial vertical de 1937 
kgf. Determine os momentos por trecho, diâmetros mínimos, faça esboço e calcule o peso. 
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12- Faça o gráfico de momentos fletores no eixo abaixo sob carga de 155 kgf distribuída nas extremidades roscadas. 
 
 
 
13 - Faça um diagrama de forças atuantes no eixo do tambor abaixo. Apenas forças com as respectivas direções. 
 
 
 
14- Determine uma alternativa de divisão de dentes do redutor abaixo em função da redução. Entrada 25 CV 
 
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15– Refere-se a figura acima. A entrada opera com potência de 25 CV. Determine a rotação e torque em cada eixo. 
Faça o diagrama com as forças na engrenagem do eixo intermediário, Determine as forças atuantes. Faça esboço 
desse par de engrenagem. 
 
16 – Dimensione e faça esboço do par de engrenagem do rolo transp. questão 16 acima, dados: Motor 15 CV 
operando a 880 rpm, redução 2,25, aço do pinhão SAE-4140 com ruptura 730 MPa; aço da coroa SAE-1060 com 
ruptura 630 MPa, vida 12000 horas, largura 0,75 vezes o diâmetro do pinhão, dentes helicoidais ângulo 16°. 
 
17- Uma calandra potência 6 CV, rotação 85 a 150 rpm tem acionamento dos rolos inferiores com engrenagem motriz 
acionando duas movidas, módulo 5mm, pinhão com 22 dentes, comprimento 90mm relação 2,5. Calcule as forças 
no engrenamento e tensões de flexão. 
 
 
 
 
18- O eixo abaixo abaixo tem 2 rolamentos nas sedes ø40mm; Uma roda dentada 75 dentes módulo 2,5 hélice 13° 
situa-se na sede ø 55p6. A extensão “p6” é simbologia de ajuste (tolerância dimensional), não interfere no 
dimensionamento. A extremidade tem um acoplamento comprimento 50 mm. Determine as tensões máximas nos 3 
trechos, para operar com 4,5 CV a 185 rpm.