Exercícios Resolvidos Elementos de Fixacao Roscados - Engenharia Mecanica

Curso Engenharia Mecânica ENTREGA Disciplina Elementos de Máquina II Professor Luiz Fernando Frezzatti Santiago Tarefa 1 Aluno a Assunto Elemento de fixação roscado 1 A figura abaixo mostra uma conexão de um parafuso de haste totalmente roscado A junção está sujeita a uma força estática de P5000 lbf por parafuso O parafuso especificado apresenta as seguintes características 58 in 11 NC SAE grau 5 com Arruela de aço endurecido com espessura tw116 in A chapa de cobrimento chapa de aço com espessura t158 in Eaço30Mpsi chapa inferior Ferro fundido com espessura t258 in Eff16Mpsi Determine a Constante do parafuso Kp e da junção Km b Determine o carregamento de précarga considerando Fi075xCarga de prova c Determine as forças resultantes no parafuso e nos membros d Determine o coeficiente de segurança N de separação da junta A força P5000 lbf irá separar a junção e Qual é o valor do torque necessário para obtermos a précarga determinada no item b considerando Kt 02 Obs Ver nos apêndices do livro do Shingley as tabelas de parafusos padronizados caso necessário Respostas a Kp668 Mlbfin km1740 Mlbfin b 1441 Kip c Frp1581 Kip Frm1081 Kip d N4 não irá separar a junta e18klbfin BUDYNAS Richard G Elementos de máquina de Shigley Projeto de engenharia mecânica 8 ed Porto Alegre AMGH 2011 1084 p MELCONIAN Sarkis Elementos de máquinas9 ed rev São Paulo Livros Érica 2008 376 p ISBN 9788571947030 COLLINS Jack A Projeto mecânico de elementos de máquinas uma perspectiva de prevenção da falha Rio de Janeiro LTC c2006 xx 740 p ISBN 9788521614753 MOTT Robert L Elementos de máquina em projetos mecânicos 5 ed São Paulo Pearson 2015 PETER Childs R N Mechanical Design 2 ed ButterworthHeinemann 372 p ISBN13 9780750657716 ASSUNTO Elemento de fixação roscado 1 A figura abaixo mostra uma conexão de um parafuso de haste totalmente roscado A junção está sujeita a uma força estática de P5000 lbf por parafuso O parafuso especificado apresenta as seguintes características 58 in 11 NC grau 5 com arruela de aço endurecido com espessura tw116 in A chapa de cobrimento chapa de aço com espessura t158 in Eaço30 Msi chapa inferior ferro fundido com espessura t258 in Eff16MPsi Determine a Constante do parafuso K p e da junção Km ht1t w h5 8 1 16 h101 16 h11 16 h06875 lh d 2 l06875 5 8 2 l1 D215d D215 5 8 D209375 Como a junção é composta de três troncos sendo os dois superiores de aço e o inferior de ferro fundido vai ser necessário utilizarmos a seguinte equação para encontrarmos o k m 1 km 1 k1 1 k 2 1 k3 Iniciando pelo frusto superior k 1 ondet05D09375E30 Mpsi k 1 05774π Ed ln 1155tDdDd 1155tDdDd k 1 05774π 300625 ln 115505093750625093750625 115505093750625093750625 k 14646 Mlbf Para o tronco superior k 2 onde th05t01875 e D093752lh tan 30D1298E30 Mpsi k 2 05774π Ed ln 1155tDdDd 1155tDdDd k 2 05774π 300625 ln 1155018751298062512980625 1155018751298062512980625 k 219743 Mlbf O tronco inferior k 3 tem D09375 tlh03125 E16 Mpsi k 3 05774π Ed ln 1155tDdDd 1155tDdDd k 3 05774π 160625 ln 115503125093750625093750625 115503125093750625093750625 k 33239 Mlbf Substituindo na equação final 1 km 1 46 46 1 19743 1 3239 k m1740 Mlbf Vamos agora calcular a rigidez k b k b AtE lt O parafuso totalmente rosqueado é pequeno e rosqueado de ponta a ponta então usando l1 e At0226 2 segundo a tabela k b022630 1 k b668 Mlbf b Determine as forças resultantes de précarga considerando Fi075x Corpo de prova Fi075 Fp Fi075 AtS p Na tabela Sp85 kpsi para um parafuso totalmente rosqueado de grau 5 Fi075022685 Fi144 kip c Determine as forças resultantes no parafuso e nos membros F pPbFi F pCPFi F p0280514 4 F p158 Kip FmPbFi FmPmFi Fm1CPFi Fm10280514 4 Fm108 Kip d Determine o coeficiente de segurança N de separação da junta A força P5000 lfb irá separar a junção n Fi P1C n 14 4 510280 n4 Não irá separar a junta e Qual é o valor do torque necessário para obtermos a précarga determinada no item b considerando kt02 TK Fid T02144 0625 T18klbf