3ª Atividade Avaliativa de Elementos de Máquinas I

08052023 0009 A3 3ª atividade avaliativa de Elementos de Máquinas I 8maio 21maio httpsmoodlefeiedubrmodquizattemptphpattempt49964cmid33398 15 Painel Meus cursos GRADUAÇÃO ENGENHARIA MECÂNICA MEP130MEP520NM7510 Avaliações e atividades A3 3ª atividade avaliativa de Elementos de Máquinas I 8maio 21maio 08052023 0009 A3 3ª atividade avaliativa de Elementos de Máquinas I 8maio 21maio httpsmoodlefeiedubrmodquizattemptphpattempt49964cmid33398 25 Questão 1 Ainda não respondida Vale 100 pontos Atenção nessa atividade A3 não foi cobrado o tema Parafusos de Fixação pois o mesmo está sendo ministrado enquanto a A3 estiver aberta Ou seja não seria viável cobrar o tema na A3 O fato do assunto Parafusos de Fixação não ter sido cobrado nas atividades não significa que o mesmo não será cobrado nas provas final eou substitutiva As figuras desse enunciado estão fora de escala e são meramente ilustrativas O dispositivo de elevação ilustrado na figura abaixo utiliza um parafuso de rosca trapezoidal padronizado pela norma DIN 10341977 e uma barra articulada A especificação do parafuso é Tr 40x7x3 O parafuso é fabricado em aço classe de resistência 88 E200 GPa G80 GPa ν03 A bucha utilizada é fabricada em ferro fundido e não é lubrificada O acionamento do sistema é realizado com a ação de uma força F aplicada por um outro dispositivo no ponto A Para efeitos de cálculo considere F 2 kN O dispositivo que aplica essa força no ponto A foi propositadamente omitido do desenho O projeto do parafuso foi realizado utilizandose os seguintes coeficientes de segurança tensões combinadastensões equivalentesVon Mises igual a 3 flambagem igual a 5 Na sua extremidade inferior o parafuso de rosca trapezoidal está em contato com uma barra articulada Por sua vez na extremidade da direita da barra é possível conectar uma carga de tal sorte que a mesma translade verticalmente Sabese ainda que na região de contato do parafuso com a barra articulada que movimenta a carga o coeficiente de atrito é igual a 045 Considere que o parafuso está montado de tal forma que respeite o modelo de coluna pinada Para os cálculos considere a posição mostrada no desenho e que B50 mm C500 mm A força F indicada no desenho é a força atuante na barra durante a elevação de uma carga Para as questões numéricas subsequentes digite 123456 no campo de respostas caso a questão esteja mal formulada e portanto inviável de ser resolvida eou faltem dadosunidades primordiais para a resolução da mesma a Confeccione o diagrama de esforços internos solicitantes e o diagrama de corpo livre do parafuso Em seguida responda 100 na caixa de respostas se o parafusos estiver tracionado ou 400 se estiver comprimido adimensional 1 ponto A A 08052023 0009 A3 3ª atividade avaliativa de Elementos de Máquinas I 8maio 21maio httpsmoodlefeiedubrmodquizattemptphpattempt49964cmid33398 35 b Suponha que entre a barra articulada e o parafuso o parafusos seja o componente crítico desse dispositivo de elevação de cargas Determine qual a máxima massa que pode ser elevado pelo sistema considerando g981 ms kg 1 ponto c Determine o comprimento L marcado no desenho mm 1 ponto d Determine qual deve ser o valor da dimensão m para que a carga seja elevada sem danificar estruturalmente o o parafuso Após fazer a determinação de m em função dos critérios do parafuso faça as devidas verificações estruturais da porca através dos critérios de número mínimo de filetes e flexãotravamento da porca Caso o valor de m não satisfaça algum dos critérios responda 1977 no campo de respostas Caso m satisfaça todos os critérios use esse valor como resposta mm 1 ponto e Determine o comprimento L marcado no desenho mm 1 ponto f Calcule o coeficiente de segurança em relação ao cisalhamento para os filetes do parafuso Com esse coeficiente de segurança n aplique o critério do cisalhamento dos filetes para a porca e determine qual seria a mínima tensão limite de resistência ao escoamento do material da porca para que a elevação da carga seja executada de forma segura MPa 1 ponto Os desenhos técnicos apresentados a seguir contém as dimensões apresentadas em mm e estão fora de escala Os desenhos se referem à um mecanismo empregado para a elevação e o descenso de cargas O mecanismo possui um tambor com canais de guia para controlar o enrolamento dos cabos de aço Esses canais servem para acomodar e orientar o processo de enrolamento dos cabos de aço no tambor Esse tambor é maciço e foi usinado em aço classe de resistência 88 E200 GPa G80 GPa ν03 Alguns corpos de prova confeccionados com o material do tambor foram testados em relação à fadiga O comportamento médio desses corpos de prova está apresentado no gráfico abaixo Na legenda do gráfico constam as especificações do teste de fadiga 2 2 1 c 08052023 0009 A3 3ª atividade avaliativa de Elementos de Máquinas I 8maio 21maio httpsmoodlefeiedubrmodquizattemptphpattempt49964cmid33398 45 O tambor é apoiado em dois rolamentos um na esquerda e o outro na direita Os rolamentos são montados no eixo através de interferência sem alívio de tensões Para todas as regiões do tambor que contenham adoçamentos considere rd01 Os cabos de aço são inextensíveis e sua massa deve ser desconsiderada nos cálculos De acordo com a especificação de engenharia o mecanismo foi projetado para manusear uma carga máxima de 1000 kg O projeto do tambor considerou uma confiabilidade de 9990 e uma condição do momento fletor como sendo leve Adicionalmente o tambor foi projetado com um coeficiente de segurança de 163 e considerandose choques de intensidade média de tal sorte que haja um fator de choques S167 Para efeitos de cálculos envolvendo forças gravitacionais use g981 ms O local no qual o mecanismo de elevação é utilizado tem um histórico de temperatura bem documentado Na série histórica de dados a máxima temperatura de trabalho registrada foi de 45 C O mecanismo é acionado por um sistema de transmissão de potência composto por polias de ferro fundido e correias trapezoidais de perfil A O coeficiente de atrito entre as polias e as correias é 030 Uma das polias tem diâmetro igual à 120 mm e é fixada ao seu respectivo eixo rotativo de transmissão de potência através de interferência com alívio de tensões através de um chanfro no cubo Suponha que ao longo da trajetória da potência entre o motor elétrico que aciona a polia pequena e a carga toda energia fornecida é aplicada na elevação da carga Ou seja suponha que o mecanismo e o sistema de transmissão de potência sejam ideias e o rendimento global seja de 100 Para as questões numéricas subsequentes digite 123456 no campo de respostas caso a questão esteja mal formulada e portanto inviável de ser resolvida eou faltem dadosunidades primordiais para a resolução da mesma g Usando o critério ANSIASME Standard 1985 Design of Transmission Shafting B1061M dimensione o diâmetro da região do assento da polia grande fixada ao eixo de transmissão de potência Não é necessário o recálculo mm 1 ponto h Determine a tensão limite de resistência à fadiga da região do assento da polia grande montada sobre o eixo de transmissão de potência Não é necessário o recálculo MPa 1 ponto i Calcule a reação de apoio no rolamento da esquerda para a situação na qual a carga está sendo erguida exatamente no meio do tambor N 1 ponto 2 o 08052023 0009 A3 3ª atividade avaliativa de Elementos de Máquinas I 8maio 21maio httpsmoodlefeiedubrmodquizattemptphpattempt49964cmid33398 55 j Ao saber que o sistema sofreria apenas choques fracos uma pessoa sem a formação de Engenharia que era responsável pelo projeto resolveu fazer uma alteração na especificação do mecanismo Essa pessoa decidiu que ao invés de uma união ranhurada a polia grande seria fixada através de uma união DIN 68851196808 Avalie a decisão feita por essa pessoa ao calcular qual seria o menor comprimento útil de contato entre o cubo da polia e a chaveta retangular de aço classe de resistência 88 Lembrese que a transmissão de potência deve sempre ser executada de maneira segura Caso não seja possível fazer a transmissão de potência usando apenas uma chaveta retangular responda 1977 mm 1 ponto Gabarito detalhado da A2 Seguir para