Dimensionar O Eixo De Saída De Um Redutor Pelo Critério De Fadiga.

Sumário

Objetivo: 3

Procedimento: 3

Seleção do redutor: 5

Eixo 7

Cálculos Iniciais: 7

Dimensionamento da chaveta 8

Do inventor: 10

Cálculo das reações nos apoios: 12

Eixo dimensionado: 15

Dimensionamento do Rolamento 15

Solicitações no rolamento A: 16

Solicitações no rolamento B: 16

Cálculo da tensão admissível de fadiga e coeficiente de segurança na seção mais solicitada: 18

Anexos: 20

Conclusão: 26

Bibliografia: 27

Objetivo:

Dimensionar, pelo critério de fadiga, o eixo de saída de um redutor de engrenagens cilíndricas helicoidais de fabricação Transmotécnica conforme código de matricula e tamanho com potencia máxima de transmissão a 1780 RPM. Selecionar os rolamentos, retentores, chavetas, parafusos de fixação das tampas dos rolamentos e da carcaça do redutor.

Código de matricula= tamanho do redutor

3102863-2

0 = 18; 1 = 20; 2 = 22; 3 = 25; 4 = 28; 5 = 32; 6 = 36; 7 = 40; 8 = 45; 9 = 50

Procedimento:

Inicialmente obter no catálogo da Transmotécnica os valores do torque e da rotação.

Com as dimensões fornecidas, foram selecionadas as dimensões do eixo que possibilitou seu pré-dimensionamento.

Com o pré-dimensionamento concluído, foi possível analisar as forças que agiriam sobre a engrenagem, podendo realizar a construção dos diagramas de momentos fletores e torçores, os quais possibilitaram saber como o eixo reagiria às solicitações atuantes nele obtendo-se o diâmetro admissível do eixo em relação à torção e flexão. Com o diâmetro obtido foi possível compara-lo com o diâmetro pré-dimensionado .

A partir da obtenção do diâmetro primitivo da engrenagem foi decidido usinar a engrenagem no próprio eixo.

Com eixo quase concluído era necessário calcular o coeficiente global para cada seção que é encontrada a partira das tensões atuante (cisalhamento e flexão) em cada seção.

Com o eixo praticamente concluído e com os diagramas de forças analisados pode ser feito o calculo da vida do rolamento.

Seleção do redutor:

Tipo AH11:

Eixo

Cálculos Iniciais:

Relação de transmissão = i

i=1,5

i exato = ie =1,519

i corrigido = ic = 1,552

para Z1 = 29, temos Z2 = 45

α = 20°

Torque de saída = T2 = 10780 N.m

C= Distância entre centros das engrenagens

C= 220 mm

Tamanho do motor = 22

Diâmetro primitivo = dp

Dp1 =(2*c)/((1+i_e))=(2*220)/((1+1,552))=172,41 mm

Dp2 = 2*220-172,41 = 267,59 mm

Calculo do ângulo da hélice

mf=dp2/Z_2 =267,52/45=5,946

Portanto modulo normal = mn=5,5

β=cos^(-1)⁡〖(m_n/m_f 〗)=cos^(-1)⁡〖5,5/5,946〗=22°

Força tangencial = Ftg

F_tg=(2*T_2)/〖dp〗_2 =(2*10780)/(267,59〖*10〗^(-3) )=80571,02 N

Força radial = Fr

F_r=F_(tg )*tg 20°=29325,45 N

Força Normal = Fn

F_n= √(F_tg^2+ F_r^2 )= √(80571,02²+29325,45²)=85741,89 N

Força axial = Fa

F_a=F_n*tg β=34641,97 N

Dimensionamento da chaveta

Comprimento da chaveta = 155 mm

Deixo=100 T_2=10780 Nm

Para o Aço AISI 1045 trefilado

σ_esc=540MPa

t_2 = 6,4mm

F_chaveta*Deixo/2=Mt

F_chaveta*(100*〖10〗^(-3))/2=10780

F_chaveta=215,6 kN

σ_chaveta=F_chaveta/A=215600/(6,4*100*〖10〗^(-6) )=336,875 MPa

.•. Como a σ_chaveta<σ_esc , não haverá falha por esmagamento, nem falha por esmagamento.

Do inventor: