Cinemática dos Corpos Rígidos

ETAPA 01

• Aula Tema: Cinemática dos Corpos Rígidos

Essa atividade é importante para que o grupo possa compreender sobre os aspectos da cinemática circular aplicada, principalmente das engrenagens de veículos automotores.

Passo 01

Pesquisar sobre os diversos tipos de engrenagens utilizadas. Reunir fotos, imagens e esquemas que expliquem a funcionalidade de cada espécie de engrenagem.

As engrenagens, também chamadas de rodas dentadas, são elementos básicos na transmissão de potência. Elas operam em pares com os dentes de uma se encaixando nos espaços entre os dentes das outras.

Por definição, são um dispositivo em um veículo que regula a potência do motor.

A maioria das engrenagens é de forma circular, porém, as mesmas podem se diferenciar pelo formato, tamanho e tipo de transmissão de movimento.

Podemos classificar as engrenagens empregadas normalmente como:

- Engrenagens Cônicas: Os dentes formam uma malha perfeitamente unida. Essas engrenagens são úteis quando há uma mudança necessária no sentido de rotação do eixo. Esses modelos podem ser com diferentes números de dentes para aumentar ou diminuir a velocidade de rotação. Normalmente essas engrenagens são instaladas em eixos com ângulos de 90°, porém funcionam igualmente bem em outros ângulos. Esse tipo é considerado benéfico, pois permite ajustes durante a fase de montagem.

- Engrenagens Diferenciais: São utilizadas com frequência em automóveis. Faz a ligação entre dois eixos distintos com uma cobertura e ajusta os ângulos de rotação. Há um conjunto de engrenagens coaxiais presentes nas engrenagens diferencias. Esse conjunto de engrenagens inclui pinhões e plataforma giratória.

- Engrenagens Sem Fim: Utilizada para transmitir potência em motores usados em campos industriais. É composto por duas partes que incluem a roda sem fim e o parafuso. Esse tipo de engrenagem tem suas próprias características únicas. O mecanismo de transporte tem a relação de transmissão alta com grande força axial. Sua estrutura é mais compacta quando comparada com a engrenagem cônica.

- Engrenagens Helicoidais: São muito comuns em campos industriais. Os dentes dessa engrenagem são projetados para formar uma malha em um ângulo adequado, com a intenção de criar uma carga de empuxo ideal. O termo helicoidal é devido aos seus dentes, que são curvos ao longo de uma trajetória helicoidal, ou seja, se assemelha a uma hélice. Essas engrenagens conseguem transportar cargas pesadas devido à superfície de contato maior com os dentes.

- Engrenagem de Dento Reto: São engrenagens simples em termos de operação, porém são aproveitadas em uma infinidade de aplicações industriais e não industriais. São mais frequentes na forma cilíndrica ou de disco. Essas engrenagens são utilizadas para a finalidade de fazer variações na força e na velocidade de rotação de eixos. Possuem dentes retos e normalmente são instaladas em eixos paralelos. Podem ser usados separadamente ou em uma combinação de duas ou mais engrenagens cilíndricas.

Passo 02

Buscar informações sobre as relações existentes das engrenagens, tais como, frequência, período ou frequência angular.

Um movimento circular uniforme (MCU) pode ser associado às partículas que formam as rodas e as engrenagens em dispositivos mecânicos. Por ser uniforme não há variação do módulo da velocidade. O módulo vetor velocidade linear pode ser constante, porém sua direção varia constantemente, existindo uma aceleração centrípeta, e assim, uma força resultante não nula sobre a partícula.

O período (T) pode ser definido como o intervalo de tempo necessário para que qualquer ponto da roda complete uma volta.

A frequência (f) é definida como o número de voltas completas efetuadas pelo ponto da roda, na unidade de tempo. As medidas mais frequentes são voltas por segundo, rotação por minuto, etc. No sistema internacional a unidade de medida é o Hz.

Passo 03

Listar duas marcas diferentes de carro que possam mostrar o dimensionamento e as frequências de cada sistema transmissivo.

- Modelo GM Ônix:

Ficha técnica:

• Motorização: 4 cilindros em linha, Etanol – 80 CV (58,8 KW/ 78,9HP) @6400rpm; Gasolina – 78 CV (57,4 KW/ 76,9 HP) @6400 rpm, taxa de compressão 12.6, dianteiro em linha transversal, 8 válvulas.

• Transmissão: modelo f17-5 HR, manual de 5 velocidades a frente sincronizadas, relação das marchas: 1° 4.27; 2° 2.35; 3°11.48; 4°1.05; 5°0.80; ré 3.31; diferencial 4.87.

• Direção: hidráulica, pinhão e cremalheira.

• Direção Número de Voltas: 3,2 (batente a batente).

• Diâmetro de giro: 10,43m.

- Modelo Ford Focus:

Ficha Técnica:

• Motorização: dianteiro transversal, 4 cilindros, duplo cabeçote, taxa de compressão 10,8:1, potência 148 CV, torque 19,5 kgfm 5250 rpm, torque especifico 9,75 kgfm/litro.

• Transmissão: 6 velocidades; 1° 3,39; 2° 2,05; 3° 1,43; 4° 0,87; 5° 0,70; ré 3,23.

• Diferencial Quaife helicoidal autoblocante mecânico, ângulo de hélice 32°.

• Direção: hidráulica.

Passo 04

Esquematizar o sequenciamento do sistema transmissivo automotivo, desde o motor, até a chegada da transmissão aos pneus, através de m fluxograma ou ilustrações.

Para que um automóvel funcione é necessário acionar o motor. Para que isso ocorra, existe um motor elétrico de arranque que quando acionado dá início ao movimento de rotação de cambota. Com isso, os êmbolos se movimentam para cima e para baixo, iniciando um ciclo