Mecatronica

PUC-Minas – ENGENHARIA MECATRÔNICA
DIMENSIONAMENTO DE EIXOS
1. Projeto de um eixo – Análise de Fadiga- O eixo deve transmitir 2HP a 1725 rpm. O torque e as forças nas engrenagens são constantes. Não há forças axiais. Adote os seguintes fatores de concentração de tensões: Kf=3,5 para flexão; Kfs= 2 ; Kf= 4 para chavetas e raio de arredondamento 0,01 pol. Utilize o método ASME e calcule o diâmetro crítico do eixo.

1. Cálculo do Torque: T = P/( =

2. Uma correia em V , possue tensão em ambos os lados. F1=tensão no lado tenso; F2= tensão no lado bambo; A relação F1/F2( 5. A força líquida associada com o torque motor é Fn = F1 – F2, mas a força que flete no eixo é Fs = F1 +F2. Combinando estas relaçãoes temos Fs = 1,5 Fn.

Fn = T / r =

Fs = 1,5 Fn =

3. A força tangencial na engrenagem cilindrica de dentes retos é :

Wt = T/ r =

A engrenagem tem angulo de pressão 20o e portanto Wr = Wt . tan 20o =

4. Considera-se as forças na engrenagem e na polia concentradas nos seus centros.

As forças atuantes nos mancais são obtidas pelo ( Fx = 0 e (Mx = 0 e (Fy =0 e (Fy = 0 com as dimensões dadas a = 1,5 ; b =5 e c = 6,5 , p = 2 e q = 6,75.

(MA = R2 b + W p + Fs q = 0

R2 = - 1/b ( W p + Fs q) = - 1/5 ( 2 W + 6,75 Fs) = 0,4 W - 1,35 Fs (a)

( F = R1 + W + Fs + R2 = 0
R1 = - W - Fs – R2 = - W – Fs - ( - 0,40 W – 1,35 Fs) = - 0,60 W + 0,35 Fs (b)

As equações (a) e (b) podem ser resolvidas para R1 e R2 em cada plano, usando as componentes de W e Fs.

R1x = - 0,60 W r + 0,35 Fsx =

R1y = 0,60 Wt + 0,35 Fsy =

R2 x = -0,40 Wr - 1,35 Fsx =

R2y = - 0,40 Wr - 1,35 Fs y =

5. A carga cisalhante e o momento fletor atuantes no eixo podem ser encontrados, usando as funções singulares.

A função de carga q = R1 < z – O > -¹ + W < z – 2 >-¹ + R2 < z – 5 >-¹ + Fs < z – 6,75 >-¹

V= R1 < z – O > º + W < z – 2 >º + R2 < z – 5 >º + Fs < z – 6,75 >º