Dimensionamento de Eixo em Aço 4340 com Cálculo de Carregamento Estático e Dinâmico

Eixos Método Computacional Prof Me André Chiconi Rialto Método computacional Dimensione o eixo para o exemplo a dado Método computacional Sabese que a seção crítica desse eixo é no apoio do mancal a esquerda da engrenagem com Vmáx 11810N Mmáx 691Nm Tmáx 140Nm Considere que o eixo é feito de aço 4340 temperado e revenido à 650ºC σadm855Mpa τadm 513Mpa Sut965Mpa Use um fator de segurança 30 e confiabilidade de 90 Método computacional Iniciase com o cálculo do carregamento estático Para tal usamos os passos da Aula 12 1º Passo Calculo do momento torçor Nesse caso já foi fornecido pelo próprio problema Mt T 140Nm ou 140000Nmm 2º Passo e 3º Passo Calculo dos esforços para obtenção do momento fletor Nesse caso também já foi dado pelo próprio problema Mmáx 691Nm ou 69100Nmm Método computacional 4º Passo Momento ideal para flexotorção 𝑀𝐼 𝑀𝑟 2 𝑎 2 𝑀𝑇2 Coeficiente de Bach a 𝑎 𝜎𝑓𝑎𝑑𝑚 𝜏𝑇𝑎𝑑𝑚 Método computacional 5º Passo Diâmetro da árvore 𝑑 217 3 𝑏 𝑀𝐼 𝜎𝑎𝑑𝑚 Fator de Forma Para eixo maciço b 1 Para eixo vazado 𝑏 1 1𝑑 𝐷4 Método computacional Uma planilha no Excel pode ser preparada da seguinte maneira Notase que até agora o processo foi direto não havendo iterações Método computacional Para montar essas duas tabelas preencha a tabela de Dados com os valores fornecidos pelo enunciado e a preencha a 2ª coluna da tabela de Cálculos com as equações corretas ATENÇÃO Não utilize valores ao calcular os valores necessários sempre use a referência de outras células no Excel para que as equações sejam calculadas automaticamente caso haja qualquer mudança Método computacional Após encontrar o diâmetro para o carregamento estático verificamos se esse atende o carregamento dinâmico fadiga Como estamos analisando a seção do mancal de rolamento vamos considerar que o eixo será acoplado da seguinte forma Considere r05mm Método computacional Método computacional A partir desse passo recomendase colocar todos os valores que dependerão do diâmetro em colunas diferentes para facilitar a iteração no Excel Para calcular a fadiga precisamos obter o limite de endurança de projeto Se e para tal precisamos dos coeficientes de fadiga Utilize a aula 11 para obter os 6 coeficientes ATENÇÃO Coloque em uma coluna separada os valores que não dependem do diâmetro e coloque em diferentes colunas aqueles que dependem conforme imagem a seguir M M Método computacional Após o cálculo do limite de endurança de projeto devese escolher um dos métodos de fadiga para realizar a verificação Para esse caso vamos utilizar o fator de segurança de Goodman Esse fator deve ser maior ou igual a 1 par garantir vida infinita Método computacional Caso o fator não atinja a condição utilize um novo valor de diâmetro maior que o mínimo dimensionado para critério estático Como a tabela do Excel já está pronta basta encontrar novamente no gráfico os coeficientes kt e kts e o excel fará os restantes dos cálculos Utilize valores de diâmetro até atingir o valor esperado