Projeto de Eixo de Transmissao com Engrenagens Helicoidais - Calculo de Cargas e Selecao de Rolamentos

Pontos Diâmetro Calculado Diâmetro Comercial A 4205 45 B 4995 50 C 3782 40 D 2074 25 1 1 Formulação do problema 41 Problema 1 A Fig 1 mostra um sistema de transmissão que consiste de duas engrenagens de dentes helicoidais a 30 O eixo é suportado por dois mancais A e D e apenas o mancal D pode suportar as cargas axiais A carga nas engrenagens é mostrada na figura Admita que o rB 46 mm e rC 222 mm Considere um nd 1 5 e confiabilidade de 99 e 1 Determine as reações a força cortante e os diagramas de momento para o eixo nos planos vertical e horizontal Construa também o diagrama de torque 2 Determine as cargas radial e axial e se houver para os mancais O e B 3 Especifique os rolamentos adequados ao carregamento e que suportem um mínimo de 8000 horas 4 Projete o eixo utilizando o critério ASMEelíptico Considere que as engrenagens são fixadas ao eixo por chaveta e que a rotação de trabalho é 225 rpm Considere para fins de fixação que a engrenagem B tem espessura de 60 mm e a engrenagem C tem espessura de 32 mm O deslocamento axial das engrenagens será impedido de um lado por um batente no próprio eixo e por outro pelo uso de anéis elásticos y Ax Az Ay z d Bt Br Ct rB Cr Ba r C 1 C a Dz d2 x d3 Dy Figura 1 Eixo medidas em mm As distâncias para efeito de cálculo e projeto estão na Tab2 abaixo d1 d2 d3 65 190 40 Tabela 2 Distâncias em milímetros As forças atuantes nas engreangens estão na Tab3 abaixo 2 Ponto Ft Fr Fa B 9190 3862 5304 C 1914 805 1105 Tabela 3 Forças em Newtons Para a fixação dos rolamentos opte por usar porca com rasgos e arruela aranha Fig2 próprias para a fixação e fornecidas pelos fabricantes de rolamentos Para usar esta fixação devese fazer uma rosca fina de acordo com a porca selecionada e um rasgo para travar a arruela Este rasgo é similar a um canal de cahveta porém mais raso e sem precisão Para o dimensional da porca e arruela consulte o catálogo do fabricante Figura 2 Porca de rasgo e arruela tipo aranha SKF Veja na Fig 3 como deve ser aplicada a porca e arruela aranha Figura 3 Instalação da arruela e porca de rasgos Para fins de comparação observe o desenho de eixo abaixo Fig4 e note como ele foi cotado como são colocadas as tolerâncias dimensionais e geométricas É importante notar que para o caso de eixos cilíndricos apenas uma vista é suficiente e todos os outros detalhes podem ser mostados como detalhes cortes parciais ou seções Para o projeto do eixo a ser entregue em formato máximo A1 considere todas as fixações das engre nagens e rolamentos as tolerâncias dimensionais e geométricas se necessário acabamento da superfície material e tratamento térmico No desenho utilize a fonte ISOCP No memorial de cálculos colocar todos os diagramas solicitados os valores das reações momentos e torque máximos e destacar os pontos críticos 3 Figura 4 Exemplo de desenho de um eixo