Atps Mecanica Aplicada 1 2

Etapa 1

Passo 1

Engrenagem é uma peça metálica de função mecânica que é envolta por dentes intercalados por toda a sua superfície normalmente circular e que é ligada a um eixo. Sua função é transmitir o movimento que vem do eixo rotativo a uma nova engrenagem ou a uma peça que translada, logo que elas atuam, pelo menos, aos pares, sendo que os dentes de uma encaixa nos vãos formados pelos dentes da outra. As engrenagens, quando circulares, formam uma razão de velocidade ao rodarem. Quando uma tem o diâmetro maior do que a outra, sendo esse não infinito, a que tem o maior girará mais devagar. Há 5 tipos distintos de engrenagens que atuam para cada necessidade: Cilíndricas Retas, Cilíndricas Helicoidais, Cônicas, Parafuso sem fim e Pinhão-Cremalheira.

Passo 2

Período é o tempo que a engrenagem demora pra dar uma volta. O perímetro de uma roda é diretamente proporcional ao respectivo raio, há uma relação de mesma proporcionalidade entre o raio e o numero de dentes em cada roda. ( v é a velocidade linear, f é a frequência, w representa a velocidade angular).

Em nossos estudos vimos que estamos cercados de exemplos de movimento cujas trajetórias são circulares. É o caso, por exemplo, do movimento de um ponto em um disco, a roda de uma motocicleta, uma roda gigante, etc. Sabemos que para descrever os movimentos circulares, é necessário definir novas grandezas cinemáticas, como deslocamento angular, velocidade angular e aceleração angular – isto de maneira análoga ao que fizemos nas grandezas escalares.

Tratando-se de um movimento circular, definimos Período (T) como sendo o menor intervalo de tempo para o movimento repetir-se com as mesmas características. Para o movimento circular uniforme, período é o tempo gasto para que o móvel efetue uma volta completa na circunferência.

Definimos a frequência (f) como sendo o número de vezes que um fenômeno periódico se repete na unidade de tempo. Para o movimento circular uniforme, ela corresponde ao número de voltas que o móvel realiza por unidade de tempo. Partindo das definições de período e frequência citadas a cima, podemos estabelecer a relação entre essas duas grandezas da seguinte maneira:

Relação entre as velocidades, o período e a frequência no MCU

Não somente podemos fazer a relação entre período e frequência, como citamos acima, mas também podemos estabelecer uma simples e fácil relação entre a velocidade angular de um objeto que descreve um movimento circular, e o seu período.

Quando falamos em uma volta completa no MCU, estamos nos referindo, na verdade, ao deslocamento angular do móvel. Esse descolamento pode ser representado pela letra (Δθ), sendo seu valor igual a 2π radianos; e o intervalo de tempo (Δt), igual ao período (T).

Como sabemos que a velocidade angular média é igual à velocidade angular instantânea, podemos escrever:

A equação acima é a equação angular em função do período no MCU.

Dessa relação, podemos obter a velocidade linear (v), pois já sabemos qual a relação entre ela e a velocidade angular (ω). Como:

Teremos:

Velocidade linear em função do período no MCU

Observe, na equação acima, que 2.π.R é o comprimento da circunferência descrita pelo móvel, enquanto T é o período do movimento. Também é possível obter, pelo fato de se conhecer a relação entre período e frequência, a velocidade angular e linear do MCU.

Sendo assim, a velocidade angular e linear podem ser relacionadas com a frequência da seguinte forma:

Passo 3 e Passo 4

Motor Cruze LTZ ECOTEC, 6 marchas, Automático

Motor Uno Fire 1.0, Manual

A transmissão comunica às rodas a potência do motor transformada em energia mecânica. Num automóvel convencional, com motor dianteiro, a transmissão tem inicio no volante do motor e prolonga-se através da embreagem, da caixa de câmbio, do eixo de transmissão e do diferencial até as rodas de trás.

Os automóveis com motor à frente e com tração dianteira ou com o motor atrás e tração nas rodas de trás dispensam o eixo transmissão sendo, neste caso, o movimento transmitido por meio de eixos curtos.

A embreagem, que se situa entre o volante do motor e a caixa de cambio, permite desligar a energia motriz da parte da parte restante da transmissão para libertar esta do torque quando as mudanças são engrenadas ou mudadas.

Função da caixa de câmbio – Um automóvel, quando se movimenta ou sobe uma encosta, necessita de um torque superior àquele de que precisa quando se desloca a uma velocidade constante numa superfície plana. A caixa de câmbio permite ao motor fornecer às rodas a força motriz apropriada a todas as condições de locomoção. Assim, quanto maior for o número de rotações ao virabrequim em relação ao número de rotações das rodas, maior será a força motriz transmitida às rodas, verificando-se, ao mesmo tempo, uma proporcional redução da velocidade do automóvel. Várias engrenagens são utilizadas para permitir uma ampla gama de desmultiplicações, ou reduções.

A transmissão final, ou conjunto do eixo traseiro inclui um mecanismo – o diferencial – que permite às rodas girarem a diferentes velocidades. A energia mecânica é finalmente transmitida às rodas motrizes por meio de um semieixo existente em cada um dos lados do diferencial.

Transmissão automática – Os automóveis apresentam, geralmente, uma embreagem acionada por um pedal e uma alavanca de mudanças.

Existem, contudo, outros sistemas de transmissão: transmissão semiautomática ou totalmente automática. No primeiro caso, o motorista apenas tem de selecionar as mudanças; já no segundo caso, as mudanças são selecionadas mudadas por meio de um mecanismo de comando que funciona de acordo com a velocidade do automóvel e com a utilização do acelerador.

Além da disposição de motor dianteiro e tração traseira, existem outros sistemas que dispensam o eixo de transmissão pelo fato de incluírem um motor que forma conjunta com a caixa de cambio e o diferencial.

Tal conjunto pode ser montado longitudinal ou transversalmente em relação ao chassi e mover as rodas, quer seja a da frente, quer seja a de trás. Quando o motor é montado transversalmente, não é necessária qualquer alteração (90º) da direção do movimento, pois todos estão paralelos aos eixos das rodas.

O diferencial faz parte integrante da caixa de cambio ou está ligado a esta que, por sua vez, está fixa ao chassi. Desta forma, num piso regular, as rodas podem subir e descer em relação ao diferencial.

Todos os automóveis com tração à frente e também alguns com tração traseira, apresentam cardans ou homocinéticas nas extremidades dos semi eixos. Nos automóveis com tração dianteira estas homocinéticas suplementares são necessárias para que as rodas possam girar quando se muda de direção.

Etapa 2

Passo 1

O mecanismo de troca de marchas mais conhecido por caixa de cambio e extremamente importantes que se possa realizar o uso mais adequado do motor nele é realizado a relação entre as engrenagens para realizar o melhor torque gerado no motor.

Esse mecanismo possui duas versões bem definidas que são elas manuais e automáticas onde pode ser um mecanismo muito simples ou até um mecanismo completo encontrado na troca de marchas.

Mecanismo de trocas manuais

O mecanismo manual pode ter cinco, seis ou sete velocidades onde as velocidades sejam transferidas se faz necessário o uso de um mecanismo que faz a ligação entre o motor e a caixa de marcha que é chamado de embreagem.

Passo 2

1º 2.315:1 - 1.295

2º 1.568:1 – 1.913

3º 1.95:1 – 2.510

4º 1.00:1 – 3.000

5º 0.915:1 – 3.278

Passo 3

A troca de marcha é a mudança de relação entre engrenagens para que a força que está sendo gerado no motor seja transmitida para as rodas que estão em contato com o solo gere o deslocamento do veículo.

Levando em consideração que um automóvel está em repouso a necessidade de um toque maior.

A relação de engrenagem da primeira e segunda marcha com a engrenagem que esta no eixo do motor é de aproximadamente 2,30:1 para a primeira é de 1,60:1 para a segunda onde o toque e de fundamental importância. Logo o veículo esteja em movimento se faz necessário que essa relação entre as engrenagens seja alterado para que se tenha um melhor aproveitamento da força de cada motor. E por esse motivo a relação entre a engrenagem do eixo do motor com as engrenagens as demais marchas vai diminuindo até o ponto onde a engrenagem do sistema de transmissão seja menor que a do eixo do motor, vista na relação da quinta marcha que é aproximadamente 0,92:1.

Desta forma esta fazendo um melhor uso de todo o sistema para o desenvolvimento do motor.

Passo 4

Sobre a engrenagem pode se perceber a importância do entendimento e da utilização de cada tipo do sistema transmissivo, pois o emprego do sistema certo é fundamental, pois assim como há necessidade de se imprimir maior velocidade para um automóvel também se faz necessário á redução de velocidade para o uso de uma esteira que será responsável por promover um determinado produto.

Foi possível identificar também o motivo do formato e cada tipo de engrenagens levando-se em consideração a sua forma de transferência de força em eixos paralelos não supriria a necessidade.

Quando empregado destas engrenagens na construção do sistema transmissivo de um carro pode se perceber a importância da relação entre as engrenagens e como é o funcionamento do conjunto de engrenagens utilizando um mecanismo de troca de marchas embora o mecanismo de troca automática necessite de um estudo mais aprofundado devido a utilização do conversor de toque. E de como o processo de troca de marcha e de fundamental importância para que se tenha o uso adequado do motor em situação de diferentes respostas.

Força a utilização de engrenagens em um mecanismo de troca de marchas pode se perder também a importância deste mecanismo para o restante do sistema transmissivo.

Para complementa o processo de fabricação de engrenagens se faz necessário, tendo em vista o conhecimento de como as forças agem nos dentes de uma engrenagem como é feito o calculo de dimensionamento para distribuição da carga e qual o tipo de liga ou matéria.

TIPOS DE ENGRENAGES

Cilíndricas Retas:

As engrenagens cilíndricas são aquelas nas quais os dentes são dispostos paralelamente entre si em relação ao seu eixo de rotação. Normalmente é usada para transmissão rotacional de engrenagens que requer mudança de sentido, uma vez que se encaixam facilmente e são as mais baratas encontradas no mercado. O ruído específico que produz faz com seja mais usada em transmissões de baixa rotação.

Cilíndricas Helicoidais:

Também são produzidas de maneira cilíndrica, porém os seus dentes são dispostos de maneira transversal e em maneira de hélice em relação ao eixo de transmissão. A utilização dela é mais ampla do que a cilíndrica reta, pois além de poder ser usada paralelamente à outra engrenagem, pode também ser usada em quaisquer outras angulações. Normalmente dispõem-se em 60 ou 90º, mas isso varia. Seus dentes são dispostos em componente axial de força que é compensada pelo rolamento dos dentes, o que torna sua utilização mais ampla na proporção que os ruídos são mais fracos e elas podem ser usadas para transmitir maiores velocidades de rotação do eixo fixo.

Cônicas:

Seu nome é explicado pela sua forma: um tronco de cone. Com uma estrutura inclinada pode fazer a transmissão entre eixos que estejam a 90º de inclinação. Normalmente usado quando eles estão na mesma direção, se cruzam (concorrentes). Seus dentes são de formato também cônico, o que torna a sua fabricação um tanto quando complicada e dificulta sua montagem, que deve ser mais precisa para que a precisão de funcionamento, que já é menor, seja eficiente. Sua posição é relativa à necessidade. Para velocidades mais altas da transmissão, inclina-os, para velocidades menores, inclusive pelo preço de aquisição deles, usa-se dentes paralelos uns aos outros. No caso dos inclinados também são classificados como helicoidais, embora nem todos os helicoidais sejam cônicos.

Parafuso sem fim:

As Engrenagens do tipo sem fim são usadas quando uma grande redução da transmissão rotacional é necessária. Uma redução de 300:1 pode ser alcançada, embora o normal seja de 20:1. As sem fim tem uma propriedade muito peculiar e que torna seu uso tão frequente e interessante, que é a possibilidade de ser girada pelo eixo de transmissão, mas não poder girá-lo. Mas isso ocorre por que? A resposta é simples: o angulo do eixo com o parafuso é tão pequeno que quando a engrenagem tenta fazer o movimento contrário e girá-lo, o atrito gerado não deixa que ele saia do lugar. Para algumas máquinas específicas e que necessitam de um cuidado maior para manuseio e que podem causar danos, como algumas transportadoras, esse travamento age como um frio para a esteira quando o motor não tiver funcionando, deixando o que está sendo transportado em maior segurança e sem a possibilidade de aumentar a velocidade ou voltar uma caixa pela esteira, por exemplo.

Pinhão-Cremalheira:

O funcionamento da engrenagem cremalheira é o mais simples. Com uma coroa de diâmetro infinito, ou seja, que não se fecha, ele transforma um movimento rotacional em um movimento retilíneo, de translação. O movimento contrário também pode acontecer. Muito usado para esteiras. Seus dentes também podem ser retos ou helicoidais, depende da necessidade.

Referências

http://engdofuturo.com.br/engrenagens/

http://www.alunosonline.com.br/fisica/

http://quatrorodas.abril.com.br/galerias/chevrolet/cruze-lt-aut-642632.shtml

https://www.google.com.br/search?q=motor+uno+fire&newwindow=1&espv=210&es_sm=122&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=ABw1U_-HFrHh0AGM3IHIDA&ved=0CAgQ_AUoAQ&biw=1280&bih=880#facrc=_&imgdii=_&imgrc=yV6m0yCMq5LlkM%253A%3BgwaTdmeMi_j9BM%3Bhttp%253A%252F%252Fbr.acelera.com%252Fimg%252Fvehiculos%252Fmodelos%252Fbr%252F02%252F52%252F13%252Ffiat_uno_2010_9c09c2a76881271bb51058cb3e71ce07_medium.jpg%3Bhttp%253A%252F%252Fbr.acelera.com%252Fcarros%252Ffiat%252Funo%252F2010%252F1-0-fire-flex-mille-economy_105660%3B400%3B250

http://www.oficinaecia.com.br/bibliadocarro/transmissao.html