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Elementos de Máquinas

Colégio Objetivo
As chavetas são elementos de fixação mecânica projetados para conectar eixos rotativos a componentes acoplados, como polias e engrenagens, impedindo o escorregamento relativo e viabilizando a transmissão de torque. No desenvolvimento de projetos mecânicos, as chavetas desempenham uma função análoga à de fusíveis estruturais, sendo intencionalmente dimensionadas para romper sob condições de sobrecarga severa, atuando na proteção contra falhas catastróficas em componentes de maior custo do sistema motriz. Para assegurar a eficácia desse mecanismo de proteção sacrificial, a seleção metalúrgica impõe que o material da chaveta apresente uma propriedade mecânica restritiva em relação aos corpos adjacentes em contato. BUDYNAS, R. G.; NISBETT, J. K. Elementos de Máquinas de Shigley. 11. ed. Porto Alegre: AMGH, 2020. https://doi.org/10.1115/1.4046423 Identifique a propriedade mecânica e a justificativa técnica corretas para a especificação do material de uma chaveta em um sistema de transmissão industrial. A) A chaveta deve apresentar coeficiente de expansão térmica superior ao do eixo visando o autotravamento por interferência dimensional durante a operação. B) A chaveta deve possuir ductilidade superior à do eixo para permitir deformação plástica torcional contínua sem que ocorra a desestabilização da união por chavetas paralelas. C) O material da chaveta deve apresentar rigidez dielétrica elevada para neutralizar correntes parasitas induzidas pelo acoplamento magnético de polias de grande porte. D) A chaveta deve ser fabricada em material com dureza inferior à dos corpos que estão em contato com esse elemento para garantir o seu rompimento sacrificial protetivo. E) O elemento de fixação deve manifestar uma tensão limite de resistência à fadiga equivalente à do material do cubo para uniformizar a distribuição de trincas superficiais.
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Douglas Santos

há 2 semanas

Respostas

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há 2 semanas

Vamos analisar as alternativas com base no papel da chaveta como elemento de proteção sacrificial: - A chaveta deve ser dimensionada para romper antes dos componentes mais caros (eixo, cubo), protegendo-os. - Para isso, o material da chaveta deve ser menos resistente (menor dureza) que os corpos adjacentes, garantindo que ela falhe primeiro em caso de sobrecarga. Analisando as alternativas: A) Coeficiente de expansão térmica superior para autotravamento — não é o principal critério para proteção sacrificial. B) Ductilidade superior para deformação plástica contínua — não é desejável que a chaveta deforme plasticamente sem romper, pois isso comprometeria a função protetiva. C) Rigidez dielétrica elevada para neutralizar correntes parasitas — não é função da chaveta. D) Material com dureza inferior à dos corpos em contato para garantir rompimento sacrificial — está correta, pois assegura que a chaveta quebre antes dos componentes principais. E) Tensão limite de fadiga equivalente ao do cubo — não é desejável, pois a chaveta deve falhar antes. Portanto, a alternativa correta é: D) A chaveta deve ser fabricada em material com dureza inferior à dos corpos que estão em contato com esse elemento para garantir o seu rompimento sacrificial protetivo.

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