Chavetas

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140 6.2 - CHAVETAS E ESTRIAS Chavetas e estrias são elementos utilizados para transmitir momento de torção de um eixo para um acoplamento; para uma engrenagem; para um polia; para uma luva deslizante ou qualquer componente de um equipamento ou vice-versa. A lógica de uma estria, é que a mesma na verdade equivale a “várias chavetas”, portanto, uma estria com dimensões semelhantes pode transmitirum torque bem mais elevado que uma chaveta. Os acoplamentos, como as chavetas e as estrias, na verdade transmitem potência. 6.2.1 - Chavetas - Têm-se diversos tipos de chavetas, abaixo estão indicados alguns: • Chavetas paralelas • Chavetas cônicas quadradas e retangulares • Chavetas Woodruff • Chavetas cilíndricas - Na figura abaixo estão mostrados alguns tipos de chavetas.

Figura 6.34 ChavetaWoodruff

Figura 6.35 Chavetas métricas cônicas – quadradas e retangulares Retirada do livro: Machinery’s Handbook – E. Oberg et al

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Figura 6.36 Chavetas métricas paralelas – quadradas e retangulares Retirada do livro: Machinery’s Handbook – E. Oberg et al

Figura 6.37 Chaveta cilíndrica - As chavetas e os rasgos nos eixos e nos cubos são padronizados: dimensões/ tolerâncias/ tamanhoda chaveta x Ø eixo. - Vamos analisar nesse item chavetas métricas paralelas retangulares – para os demais tipos de chavetas o procedimento para cálculo, naturalmente é semelhante. - Tem-se uma recomendação que os materiais das chavetas métricas paralelas, devam apresentar uma σ r ≥ 55Kgf / mm 2 mas, é importante utilizar o material da chaveta sempre inferior ao do eixo e do cubo. -Dimensionamento de chavetas paralelas métricas retangulares: - abaixo se tem uma ilustração de montagem de uma chaveta métrica paralela

Figura 6.38 - A seguir nas tabelas 6.3 a 6.4, tem-se informações a respeito de rasgos e chavetas métricas planas retiradas do livro “Machinery’s Handbook – Autores: Erik Oberg; F.D. Jones; H.L. Horton”.

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Tabela 6.3 Chaveteiros métricos paralelos retangularesRetirada do livro: Machinery’s Handbook – E. Oberg et al

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Tabela 6.3 - continuação Chaveteiros métricos paralelos retangulares Retirada do livro: Machinery’s Handbook – E. Oberg et al

144 A) Força atuante:

Figura 6.39 - O torque transmitido do eixo para o cubo é efetuado através da chaveta. - Considera-se que a força gerada na chaveta ocorra no raio do eixo, de tal forma que se tem:F=

2T d

B) Tensões atuantes: - Vamos ver o que ocorre com a chaveta - Seja o sentido de rotação o indicado na figura 6.39, e que o eixo é que transmite o torque ao cubo. Vamos considerar que o material da chaveta, em relação à resistência mecânica, seja inferior aos materiais do cubo e do eixo. - O modelo que segue é o adotado para o cálculo de uma chaveta.

Figura 6.40

145 - O eixo“empurra” a chaveta pela parte inferior (altura t). F σ comp = l.t - A chaveta “empurra” o cubo pela parte superior (altura h-t). F σ comp = l.(h − t )

(6.18)

(6.19)

- A seção plana da chaveta, vide figura 6.40, sofre um cisalhamento na região indicada com hachura ondulada, tendo uma tensão cisalhante de: F τ = (6.20) b.l

- Para dimensionamento da chaveta no caso de torque constante,compare as tensões calculadas pelas expressões indicadas de (6.18) a (6.20) com as tensões admissíveis σ Adm e τ Adm .

σ Adm = τ Adm =

σe τe
FS

e,

FS

- Utilize FS = 1,5 a 2 - Para carga variável é muito comum o projetista utilizar a maior tensão atuante, aumentando o fator de segurança para FS = 2,5 a 4. - Sendo mais rigoroso, utilize a equação (4.9) de Soderberg, sendo que deve serutilizado o fator de concentração de tensões k = 1 e um FS = 1,5 a 2. C) Comprimento das chavetas: - Um valor comumente utilizado para o comprimento da chaveta está indicado na expressão abaixo: (6.21) 1,25 d ≤ Lefet ≤ 2d - Onde Lefet é o comprimento de trabalho da chaveta. - Observe bem! Isso é uma recomendação e não uma obrigação.
Aplicação 1:

-

A engrenagem indicada na figura 6.41...
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