PROJETO PARA ENGRENAGENS HELICOIDAIS APLICADAS
Por: thiagovmello1 • 9/4/2015 • Trabalho acadêmico • 14.745 Palavras (59 Páginas) • 372 Visualizações
PROJETO PARA ENGRENAGENS HELICOIDAIS APLICADAS EM TRANSMISSÕES MECÂNICAS VEICULARES
Engenharia Mecânica
Sumaré 2015
- INTRODUÇÃO 1
- MOTIVAÇÃO 4
- OBJETIVO. 7
- ANÁLISE DE TRANSMISSÃO POR ENGRENAGENS 9
- TIPOS DE ENGRENAGEM 10
- PROCESSOS DE FABRICAÇÃO PARA DENTES DE ENGRENAGEM 13
- ENGRENAGENS VEICULARES 18
- CONCEITOS E GEOMETRIA DE ENGRENAGENS 20
- PERFIL EVOLVENTE E SUAS PROPRIEDADES 23
5.3 COMPARAÇÃO ENTRE ECDR E ECDH 56
- CÁLCULO DE ESFORÇOS EM UM PAR DE ENGRENAGENS 58
- ESFORÇOS EM UMA ENGRENAGEM DE DENTES RETOS 58
- ESFORÇOS EM UMA ENGRENAGEM DE DENTES HELICOIDAIS 60
- MODOS DE FALHA EM ENGRENAGENS 63
- QUEBRA DO DENTE DE ENGRENAGEM – FADIGA DE FLEXÃO 66
- FADIGA DE CONTATO OU “PITTING” 69
- “SPALLING” 74
- “SCORING”. 74
- DESGASTE EM DENTES DE ENGRENAGEM 76
- FALHAS DE ENGRENAGEM POR IMPACTO 77
- CAUSAS ESPECIAIS PARA FALHA EM ENGRENAGENS 78
- FORMULAÇÕES PARA DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE DE CARGA DE UM PAR ENGRENADO 82
- CAMPOS DE APLICAÇÃO 82
- FATORES DE SEGURANÇA 86
- PARÂMETROS INICIAIS PARA PROJETO E FABRICAÇÃO 87
- RESISTÊNCIA À FADIGA DE CONTATO (“PITTING”) 105
- TENSÕES DE FLEXÃO NO PÉ DO DENTE 112
- ESTUDO DE TRANSMISSÃO AUTOMOTIVA 123
- INTRODUÇÃO À TRANSMISSÃO ESTUDADA 123
- ANÁLISE DE TENSÕES DO PAR FINAL 132
- ATUALIZAÇÕES DO PROJETO: RESULTADOS EXPERIMENTAIS X TEÓRICOS 139
- ESTUDO DA RELAÇÃO DA 1ª MARCHA 149
- CONSIDERAÇÕES FINAIS 158
- ANÁLISE DOS RESULTADOS EM VEÍCULO E SUAS CONCLUSÕES 164
- CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES 166
- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 170
O propósito deste estudo é informar os leitores sobre o funcionamento das engrenagens, suas propriedades e seus principais modos de falha, bem como os critérios de projeto, baseados em norma DIN, empregados no dimensionamento das mesmas. A partir disto analisa-se a durabilidade de engrenagens helicoidais utilizadas em transmissões automotivas manuais. O estudo de caso deste trabalho mostra a evolução do projeto de um determinado par de engrenagens, testado dinamicamente em veículo, onde a coroa e o pinhão são alterados em alguns parâmetros de projeto, tais como, tipo de material, jateamento do pé do pé do dente com granalhas de aço no pé do dente, aumento da largura do dentado e correções de micro-geometria no flanco do dente. Avalia-se os parâmetros de projeto de engrenagens e os fatores de influência que definem a durabilidade do par sob análise e compara- se os resultados teóricos com os obtidos experimentalmente. Estes fatores de influência (fator de aplicação, fator de contato) são citados em normas para cálculo de engrenagens (ex: DIN 3990).
O estudo enfatiza a necessidade de testes físicos em transmissões automotivas ao longo do desenvolvimento de um projeto, considerada a melhor maneira de se identificar alguns modos de falha que não foram previstos pelos cálculos e hipóteses iniciais adotados. Através dos resultados experimentais obtidos é possível concluir quais os principais parâmetros de projeto que permitem o par de engrenagens sob análise atingir os requisitos do teste de durabilidade utilizado.
Por fim, propõem-se alguns outros parâmetros de projeto que podem ser analisados visando a redução de custo do produto.
INTRODUÇÃO
Sabe-se que produtos competitivos são aqueles cujos custos e, conseqüentemente, preços sejam uma vantagem em relação aos seus concorrentes, considerando que estes tenham o mesmo desempenho operacional, incluindo os custos de manutenção, capacidade de produção e mão-de-obra para sua operação.
A busca do estado da arte dos critérios de projeto e fabricação de determinados produtos é o desafio de engenheiros e pesquisadores, que buscam encontrar maneiras de otimizar seus produtos reduzindo seus custos agregados, e aumentando ou mantendo sua qualidade e desempenho.
Produtos mais baratos tendem a ter dimensões menores (utilização de menos material). Os requisitos de se fazerem produtos mais leves e menores são também ganhadores de pedido no mercado, portanto, possuindo vantagens competitivas.
Transferindo-se essa tendência ao mercado automotivo, verifica-se um perfeito atendimento aos desejos dos consumidores, das montadoras e de seus fornecedores. A busca por sistemas, subsistemas ou componentes automotivos competitivos é uma prioridade em qualquer novo projeto em desenvolvimento.
Projetar produtos com baixos custos, pesos reduzidos e compactos são objetivos do setor automotivo.
Os baixos custos podem ser obtidos através dos seguintes meios:
- Eliminação de componentes que apresentam uma função ou desempenho substituível por outro componente já existente (empregando-se nesta análise os conceitos de Análise do Valor
- Substituição ou redução de um material base empregado na fabricação de determinada peça;
- Busca de otimizações no processo de fabricação com emprego de técnicas de planejamento de processo baseada em algorítimos computacionais e melhoria no ferramental, entre outros.
As vantagens que os baixos custos trazem para o setor automotivo ou para qualquer setor industrial estão implícitas, ou seja, são vantagens econômico-financeiras.
Com relação aos requisitos competitivos de produtos mais leves e compactos, os mesmos podem ser obtidos com redução de tamanho dos componentes envolvidos ou mudança do material com que são fabricados (materiais diferentes apresentam densidades diferentes, logo, para um mesmo volume, suas massas são diferentes). Este é um item que pode trazer alguma vantagem em termos econômicos para o setor automotivo, mas principalmente visam aumentar o desempenho do veículo, em termos da avaliação da relação peso/potência do motor, bem como proporcionar a redução de consumo de combustível do veículo.
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