Materiais de construção Mecânica

Dados do Trabalho

        O trabalho a seguir foi desenvolvido para apresentar o material a ser empregado e o tratamento térmico que este deve ser submetido para que atenda as especificações requeridas, incluindo o teor de carbono entre 0,35% e 0,45% e dureza de 45 a 50 HRC ( Rockwell C ), na construção de um conjunto composto por um redutor de 4 eixos acoplados a um motor conforme esquema e dados abaixo:

[pic 1]              [pic 2]

Através de cálculos e fómulas previamente apresentadas pelo professor orientador, concluiu-se que este conjunto possui rotação e torque no eixo do tambor de 19 rpm, relação de transmissão de , 3 pares de engrenagens com redução aproximada de  por par, rendimento total de 84,2%, ângulo de pressão α = 20°, Tensão Admissível a Flexão σadm = 105 MPa, Tensão de Escoamento σe = 1200 MPa, potência do motor de 185 HP e demais dados por eixo apresentados abaixo[pic 3][pic 4]

Momento torçor:

• Eixo 1 = 735 Nm
• Eixo 2 = 2.795 Nm
• Eixo 3 = 10.627 Nm
• Eixo 4 = 60.616 Nm

Diâmetro:

• Eixo 1 =  80 mm
• Eixo 2 =  320 mm
• Eixo 3 =  320 mm
• Eixo 4 = 280 mm

Cálculo de diâmetro do eixo 1

1. Calcular a força tangencial ([pic 5]

    Ft1 =18.375 N[pic 6][pic 7]

1. Força Radial (Fr = Ft x Tanα)

Sendo α = 20°, Tanα = Tan(20°)  0,3639[pic 8]

Fr1 = 18.375 x 0,3639

Fr1  = 6.687,95 N

1. Momento Fletor Máximo (Mr(max) =  x  )[pic 9][pic 10]

Sendo L = 200 mm

Mr(max)1  = 6.687,95 x  [pic 11]

Mr(max)1  = 6.687,95 x  [pic 12]

Mr(max)1  = 668,79 Nm

1. Momento Ideal (Mi =  )[pic 13]

Mi1 =  [pic 14]

Mi1 =  [pic 15]

Mi1 = [pic 16]

Mi1 = [pic 17]

Mi1 = 763,10

1. Diâmetro do eixo (d ≥ 21,7  )[pic 18]

Sendo σadm = 105 MPa

d1  21,7 x  [pic 19][pic 20]

d1  21,7 x  [pic 21][pic 22]

d1  21,7 x 1,9370[pic 23]

d1  42,03[pic 24]

d1 = 45 mm

Cálculo de diâmetro do eixo 2

1. Calcular a força tangencial ([pic 25]

    Ft2 =17.468,75 N[pic 26][pic 27]

1. Força Radial (Fr = Ft x Tanα)

Sendo α = 20°, Tanα = Tan(20°)  0,3639[pic 28]

Fr2  = 17.468,75 x 0,3639

Fr2  = 6.358,10 N

1. Momento Fletor Máximo (Mr(max) =  x  )[pic 29][pic 30]

Sendo L = 200 mm

Mr(max)2  = 6.358,10 x  [pic 31]

Mr(max)2  = 6.358,10 x  [pic 32]

Mr(max)2  = 635,81 Nm

1. Momento Ideal (Mi =  )[pic 33]

Mi2 =  [pic 34]

Mi2 =  [pic 35]

Mi2 = [pic 36]

Mi2 = [pic 37]

Mi2 = 1.535,34

1. Diâmetro do eixo (d ≥ 21,7  )[pic 38]

Sendo σadm = 105 MPa

d2 21,7 x  [pic 39][pic 40]

d2  21,7 x  [pic 41][pic 42]

d2  21,7 x 2,4453[pic 43]

d2  53,06[pic 44]

d2 = 55 mm

Cálculo de diâmetro do eixo 3

1. Calcular a força tangencial ([pic 45]

    Ft3 =66.418,75 N[pic 46][pic 47]

1. Força Radial (Fr = Ft x Tanα)

Sendo α = 20°, Tanα = Tan(20°)  0,3639[pic 48]

Fr3  = 66.418,75 x 0,3639

Fr3  = 24.174,44 N

1. Momento Fletor Máximo (Mr(max) =  x  )[pic 49][pic 50]

Sendo L = 200 mm

Mr(max)3  = 24.174,44 x  [pic 51]

Mr(max)3  = 24.174,44 x  [pic 52]

Mr(max)3  = 2.417,44 Nm

1. Momento Ideal (Mi =  )[pic 53]

Mi3 =  [pic 54]

Mi3 =  [pic 55]

Mi3 = [pic 56]

Mi3 = [pic 57]

Mi3 = 5.837,58

1. Diâmetro do eixo (d ≥ 21,7  )[pic 58]

Sendo σadm = 105 MPa

d3  21,7 x  [pic 59][pic 60]

d3  21,7 x  [pic 61][pic 62]

d3  21,7 x 3,8166[pic 63]

d3  82,82[pic 64]

d3 = 85 mm

Cálculo de diâmetro do eixo 4

1. Calcular a força tangencial ([pic 65]

    Ft4 = 432.971,42 N[pic 66][pic 67]

1. Força Radial (Fr = Ft x Tanα)

Sendo α = 20°, Tanα = Tan(20°)  0,3639[pic 68]

Fr4  = 432.971,42 x 0,3639

        Fr4  = 157.588,71 N

1. Momento Fletor Máximo (Mr(max) =  x  )[pic 69][pic 70]

Sendo L = 200 mm