Avaliação 2

UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL ENGENHARIA MECÂNICA PROJETO DE SISTEMAS MECÂNICOS 2 Avaliação 02 Trabalho em grupo 20242 Prof Vagner Grison 1 Um equipamento do tipo elevador veicular deve ser projetado para atender uma capacidade de elevação máxima igual a 80 toneladas O sistema de transmissão deste elevador é composto somente por uma caixa de redução composta por engrenagens a Parafusos de potência com rosca Acme 25 de 2 entradas são aplicados nas colunas de elevação O coeficiente de atrito de rosca vale 01 e o de colar 001 O diâmetro de colar vale 140 mm Calcule o torque requerido para elevação da carga 1 ponto b Desenvolva os cálculos de dimensionamento das engrenagens com base nos dados abaixo 4 pontos DADOS Motor elétrico 4 polos 10 hp nentrada 1760 rpm Este sistema contará com uma embreagem limitadora de torque Assim se uma carga maior do que a especificada for aplicada no elevador a embreagem limitará a carga transmitida Em outras palavras as engrenagens do redutor devem ser dimensionadas a partir do torque requerido para elevar a carga através dos parafusos de potência Não utilizem o torque de catálogo do motor Velocidade de elevação do veículo 18 mms Par engrenado de entrada Cilíndrico de dentes helicoidais Par engrenado de saída Cilíndrico de dentes retos Material dos pinhões Aço Carbono classe A3 Material das coroas Aço Carbono classe A1 Vida projetada para o conjunto 20000 horas Confiabilidade requerida 99 O coeficiente de segurança deve ficar entre 095 e 105 RESTRIÇÕES Adote os limites de resistência mínimos tabelados e carregamento na ponta do dente O diâmetro externo da coroa não deve superar 420 mm A largura das engrenagens não deve ser superior a 12 vezes o módulo F 12m Apresente um relatório organizado fornecendo os parâmetros de entrada necessários para o desenvolvimento dos cálculos Apresente os cálculos desenvolvidos e os resultados obtidos Apresente um desenho esboço da caixa do redutor com as engrenagens e eixos posicionados para obter uma dimensão preliminar do conjunto O número máximo de páginas do relatório é 5 Haverá o débito de 1 ponto para cada página excedente Não serão contabilizadas páginas de Anexos com tabelas ou gráficos usados no desenvolvimento dos cálculos Figura 1 Configuração e dimensões típicas de um elevador automotivo Fonte Adaptado de GP Motors Brasil 2017 Motor Redutor Engrenagemcorrente Figura 2 Esquema simplificado dos componentes de acionamento e transmissão de um elevador automotivo Fonte Adaptado de GP Motors Brasil 2017 Figura 03 Características de motores elétricos de 4 polos WEG W21 Fonte WEG Motores 2017 AUTOMÓVEL Engrenagemcorrente Colar pf pot Colar pf pot Motor Redutor Embreagem PorcaPf de potência Guia da porca Guia da porca Parte A Massa do carro a ser elevado 𝑀𝑐𝑎𝑟𝑟𝑜 8 𝑡𝑜𝑛𝑒𝑙𝑎𝑑𝑎𝑠 8000 𝑘𝑔 Força peso a ser elevada pela máquina 𝐹𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑚 𝑔 8000 𝑘𝑔 981 𝑁 𝑘𝑔 78480 𝑁 Força axial que cada parafuso deve exercer para elevar o carro 𝐹𝑝𝑎𝑟𝑎𝑓𝑢𝑠𝑜 𝐹𝑝𝑒𝑠𝑜 2 78480 𝑁 2 39240 𝑁 Tanto da subida quanto na descida do carro o parafuso deve exercer um torque para movimentar o carro A condição crítica e de maior esforço do mecanismo ocorre quando o carro é elevado Dimensionando o sistema para suportar a elevação este estará também dimensionado para suportar o abaixamento Dados da rosca ACME com 2 entradas 𝑑𝑚 2 1 2 𝑝𝑜𝑙 635 𝑚𝑚 𝑑𝑖â𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑚é𝑑𝑖𝑜 𝑝 1 3 𝑝𝑜𝑙 8467 𝑚𝑚 𝑝𝑎𝑠𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑟𝑜𝑠𝑐𝑎 𝑛 2 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎𝑠 𝑑𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑓𝑢𝑠𝑜 𝑓 01 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑎𝑡𝑟𝑖𝑡𝑜 𝑑𝑎 𝑟𝑜𝑠𝑐𝑎 𝑑𝑐 140 𝑚𝑚 𝑑𝑖â𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑜 𝑐𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑓𝑐 001 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑎𝑡𝑟𝑖𝑡𝑜 𝑑𝑜 𝑐𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑉𝑎𝑥𝑖𝑎𝑙 18 𝑚𝑚𝑠 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑒𝑙𝑒𝑣𝑎çã𝑎 𝑑𝑜 𝑐𝑎𝑟𝑟𝑜 Cálculo do avanço do carro devido a 1 revolução do parafuso 𝑙 𝑛 𝑝 2 8467 𝑚𝑚 16394 𝑚𝑚 Cálculo do torque de subida que deve ser exercido no parafusos de potencia 𝑇𝑠𝑢𝑏𝑖𝑑𝑎 𝐹𝑝𝑎𝑟𝑎𝑓𝑢𝑠𝑜 𝑑𝑚 2 𝑙 𝜋 𝑓 𝑑𝑚 𝜋 𝑑𝑚 𝑓 𝑙 𝐹𝑝𝑎𝑟𝑎𝑓𝑢𝑠𝑜 𝑓𝑐 𝑑𝑐 2 𝑇𝑠𝑢𝑏𝑖𝑑𝑎 39240 𝑁 635 𝑚𝑚 2 16394 𝑚𝑚 𝜋 01 635 𝑚𝑚 𝜋 635 𝑚𝑚 01 16394 𝑚𝑚 39240 𝑁 001 140 𝑚𝑚 2 𝑇𝑠𝑢𝑏𝑖𝑑𝑎 228853860 27468 𝑁 𝑚𝑚 25632186 𝑁 𝑚𝑚 𝑻𝒔𝒖𝒃𝒊𝒅𝒂 𝟐𝟓𝟔 𝟑𝟐𝟐 𝑵 𝒎 Parte B Cálculo da velocidade tangente do parafuso 𝑉𝑡𝑎𝑛𝑔𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑉𝑎𝑥𝑖𝑎𝑙 𝜋 𝑑𝑚 𝑙 𝑉𝑡𝑎𝑛𝑔𝑒𝑛𝑡𝑒 18 𝑚𝑚𝑠 𝜋 635 𝑚𝑚 16394 𝑚𝑚 𝑉𝑡𝑎𝑛𝑔𝑒𝑛𝑡𝑒 219034 𝑚𝑚𝑠 Cálculo da velocidade angular do parafuso 𝑤𝑝𝑎𝑟𝑎𝑓𝑢𝑠𝑜 2 𝑉𝑡𝑎𝑛𝑔𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑚 2 219034 𝑚𝑚𝑠 635 𝑚𝑚 69 𝑟𝑎𝑑𝑠 O eixo de saída do redutor se conecta com o parafuso de potência Logo a velocidade do eixo de saída do redutor é igual à velocidade angular do parafuso 𝑤𝑒𝑖𝑥𝑜𝑠𝑎í𝑑𝑎 𝑤𝑝𝑎𝑟𝑎𝑓𝑢𝑠𝑜 𝑤𝑒𝑖𝑥𝑜𝑠𝑎í𝑑𝑎 69 𝑟𝑎𝑑𝑠 O eixo de entrada do redutor se conecta com o motor Logo a velocidade do eixo de entrada do redutor é igual à velocidade angular do motor 𝑤𝑒𝑖𝑥𝑜𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑤𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 𝑤𝑒𝑖𝑥𝑜𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 1760 𝑟𝑜𝑡 𝑚𝑖𝑛1 𝑚𝑖𝑛 60 𝑠 2𝜋 𝑟𝑎𝑑 1 𝑟𝑜𝑡 𝑤𝑒𝑖𝑥𝑜𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 184307 𝑟𝑎𝑑𝑠 Com as velocidades de entrada e saída do redutor podemos calcular a relação total de transmissão 𝑖𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑤𝑒𝑖𝑥𝑜𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑤𝑒𝑖𝑥𝑜𝑠𝑎í𝑑𝑎 184307 𝑟𝑎𝑑𝑠 69 𝑟𝑎𝑑𝑠 26711 Recomendase que cada estágio de redução em um redutor tenha relação de transmissão máxima de 10 Como a relação total de transmissão é menor que 100 é possível utilizar um redutor com 2 estágios Utilizando 2 estágios com aproximadamente a mesma redução 𝑖𝑒𝑠𝑡á𝑔𝑖𝑜 𝑖𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 26711 5168 Para criar um redutor com o mínimo de espaço passível será utilizado um trem composto reverso de engrenagens com 2 eixos Para simplificar o projeto os pares de engrenagens pinhãocoroa serão iguais nos dois estágios Cálculo da velocidade do eixo intermediário 𝑤𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑚𝑒𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑜 𝑤𝑠𝑎í𝑑𝑎 𝑖𝑒𝑠𝑡á𝑔𝑖𝑜 69 𝑟𝑎𝑑𝑠 5168 35659 𝑟𝑎𝑑𝑠 Com as relações de transmissão de cada par de engrenagens podemos também determinar o torque em cada engrenagem Torque na saída do redutor 𝑇𝑠𝑎í𝑑𝑎 𝑇𝑠𝑢𝑏𝑖𝑑𝑎𝑝𝑎𝑟𝑎𝑓𝑢𝑠𝑜 𝑇𝑠𝑎í𝑑𝑎 256322 𝑁 𝑚 Cálculo do torque na entrada do redutor 𝑇𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑇𝑠𝑎í𝑑𝑎 𝑖𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 256322 𝑁 𝑚 26711 9596 𝑁 𝑚 Cálculo do torque no eixo intermediário 𝑇𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑚𝑒𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑜 𝑇𝑠𝑎í𝑑𝑎 𝑖𝑒𝑠𝑡á𝑔𝑖𝑜 256322 𝑁 𝑚 5168 49598 𝑁 𝑚 Resumo dos toques e velocidades 𝑇1 9596 𝑁 𝑚 𝑤1 184307 𝑟𝑎𝑑𝑠 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑇2 49598 𝑁 𝑚 𝑤2 35659 𝑟𝑎𝑑𝑠 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑚𝑒𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑜 𝑇3 256322 𝑁 𝑚 𝑤3 69 𝑟𝑎𝑑𝑠 𝑒𝑖𝑥𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑎í𝑑𝑎 O diâmetro máximo da coroa é 420 mm Esse valor será utilizado para estimar a velocidade da linha primitiva das engrenagens 𝑉𝑙𝑝 𝐷𝑐𝑜𝑟𝑜𝑎𝑚á𝑥 𝑤2 2 0420 𝑚 35659 𝑟𝑎𝑑𝑠 2 75 𝑚𝑠 Não há informação sobre o processo de fabricação das engrenagens Vamos supor que sejam fresadas para determinar o fator de velocidade 𝑘𝑣 61 𝑉𝑙𝑝 61 61 75 61 2228 O pinhão e a coroa compartilham cargas iguais mais distribuem tensões de forma desigual devido a diferença de tamanho O dimensionamento será feito pelo pinhão pois assegurando um pinhão resistente a coroa já estará bem dimensionada A partir do valor máximo da coroa podemos determinar o valor máximo do pinhão 𝐷𝑝𝑖𝑛ℎã𝑜𝑚á𝑥 𝐷𝑐𝑜𝑟𝑜𝑎𝑚á𝑥 𝑖𝑒𝑠𝑡á𝑔𝑖𝑜 420 5168 81269 𝑚𝑚 Este valor será utilizado para auxiliar no cálculo dos fatores corretivos Largura ângulo de pressão e ângulo de hélice adotados 𝐹 15 𝑚𝑚 𝛼 20 𝜙 17 Cálculo do número de dentes do pinhão e coroa para evitar interferência 𝑍𝑝 2𝑘 1 2𝑖 sin2 𝛼 𝑖 𝑖2 1 2𝑖 sin2 𝛼 𝑍𝑝 21 1 25168 sin2 20 5168 51682 1 25168 sin2 20 15804 16 𝑍𝑐 165168 82688 83 Fatores geométricos 𝐽𝑟𝑒𝑡𝑎 0225 𝐽ℎ𝑒𝑙𝑖𝑐𝑜𝑖𝑑𝑎𝑙 05093 0465 Cálculo do coeficiente elástico do par feito de aço 𝐸 200 𝐺𝑃𝑎 𝑣 03 𝐶 𝐸 2𝜋1 𝑣2 05 200103 2𝜋1 032 05 187 𝑀𝑃𝑎 Resistências dos materiais das engrenagens à flexão 𝑆𝑓𝐴1 500 𝑀𝑃𝑎 𝑆𝑓𝐴3 600 𝑀𝑃𝑎 Resistências dos materiais das engrenagens so contato 𝑆𝑐𝐴1 1170 𝑀𝑃𝑎 𝑆𝑐𝐴3 1860 𝑀𝑃𝑎 Durezas 𝐻𝐴1 175 𝐻𝐵 𝐻𝐴3 225 𝐻𝐵 Fator de condição de superfície 𝐶𝑓 1 Fator de espessura de borda 𝐾𝐵 1 Fator de sobrecarga 𝐾𝑜 15 Fator de tamanho 𝐾𝑠 𝑑 03 0107 81269 03 0107 182 Fator de distribuição de carga 𝐹 15 𝑚𝑚 𝐹𝐷 02 𝐶𝑚𝑐 1 𝐶𝑝𝑚 1 𝐶𝑒 1 𝐶𝑝𝑓 𝐹 10𝐷 00375 00125𝐹 02 10 00375 0012515 017 𝐶𝑚𝑎 0247 0016715 0765104 152 048 𝐾𝑚 1 𝐶𝑚𝑐𝐶𝑝𝑓𝐶𝑝𝑚 𝐶𝑚𝑎𝐶𝑒 1 10171 0481 165 Cálculo da razão de dureza 𝐻𝑝𝑖𝑛ℎã𝑜 𝐻𝑐𝑜𝑟𝑜𝑎 𝐻𝐴3 𝐻𝐴1 225 175 1287 𝐴 898103 1287 829103 000327 𝐶𝐻 1 𝐴𝑖 1 1 0003275168 1 101 Fator de vida 𝑁 20000 ℎ 1760 𝑟𝑜𝑡 𝑚𝑖𝑛 60 𝑚𝑖𝑛 1 ℎ 21109 𝑌𝑁 16831 𝑁00323 16831 2110900323 084 𝑍𝑁 14488 𝑁0023 14488 211090023 088 Fator de confiabilidade 𝐾𝑅 1 𝑌𝑍 1 Fator de temperatura 𝐾𝑇 1 𝑌𝜃 1 Fator de segurança 𝑆𝐹 1 𝑆𝐻 1 Dimensionando o primeiro par helicoidal 𝑆𝑓 𝑆𝐹 𝑌𝑁 𝐾𝑇𝐾𝑅 𝐾𝑜𝐾𝑣𝐾𝑠 2 𝑇1 𝐹𝐷2 𝐾𝑚𝐾𝐵 𝐽 600 1 084 11 152228182 29596 15 𝐷2 1651 0465 504 2761454 𝐷2 𝐷𝑝𝑖𝑛ℎã𝑜ℎ𝑒𝑙𝑖𝑐𝑜𝑖𝑑𝑎𝑙 811 𝑚𝑚 𝑆𝐶 𝑆𝐻 𝑍𝑁 𝐶𝐻 𝐾𝑇𝐾𝑅 𝐶 𝐾𝑜𝐾𝑣𝐾𝑠 2 𝑇1 𝐹𝐷2 𝐾𝑚𝐶𝑓 𝐽 05 1860 1 088101 11 187 152228182 29596 15𝐷2 1651 0465 05 16532 31075 𝐷 𝐷𝑝𝑖𝑛ℎã𝑜ℎ𝑒𝑙𝑖𝑐𝑜𝑖𝑑𝑎𝑙 188 𝑚𝑚 𝑚 𝜋 𝐷 𝑍 𝜋 188 16 369 𝑚𝑝𝑎𝑑𝑟𝑜𝑛𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜 4 𝑚𝑚 𝐷𝑝𝑖𝑛ℎã𝑜ℎ𝑒𝑙𝑖𝑐𝑜𝑖𝑑𝑎𝑙 𝑚 𝑍 𝜋 416 𝜋 2037 𝑚𝑚 𝐷𝑐𝑜𝑟𝑜𝑎ℎ𝑒𝑙𝑖𝑐𝑜𝑖𝑑𝑎𝑙 𝐷𝑝𝑖𝑛ℎã𝑜ℎ𝑒𝑙𝑖𝑐𝑜𝑖𝑑𝑎𝑙 𝑖 20375168 10528 𝑚𝑚 𝑫𝒑𝒊𝒏𝒉ã𝒐𝒉𝒆𝒍𝒊𝒄𝒐𝒊𝒅𝒂𝒍 𝟐𝟎 𝟑𝟕 𝒎𝒎 𝒁𝒑𝒊𝒏𝒉ã𝒐 𝟏𝟔 𝑫𝒄𝒐𝒓𝒐𝒂𝒉𝒆𝒍𝒊𝒄𝒐𝒊𝒅𝒂𝒍 𝟏𝟎𝟓 𝟐𝟖 𝒎𝒎 𝒁𝒑𝒊𝒏𝒉ã𝒐 𝟖𝟑 𝒎 𝟒 𝒎𝒎 𝑭 𝟏𝟓 𝒎𝒎 Dimensionando o segundo par reto 𝑆𝑓 𝑆𝐹 𝑌𝑁 𝐾𝑇𝐾𝑅 𝐾𝑜𝐾𝑣𝐾𝑠 2 𝑇1 𝐹𝐷2 𝐾𝑚𝐾𝐵 𝐽 600 1 084 11 152228182 249598 15 𝐷2 1651 0465 504 1427288 𝐷2 𝐷𝑝𝑖𝑛ℎã𝑜𝑟𝑒𝑡𝑜 1683 𝑚𝑚 𝑆𝐶 𝑆𝐻 𝑍𝑁 𝐶𝐻 𝐾𝑇𝐾𝑅 𝐶 𝐾𝑜𝐾𝑣𝐾𝑠 2 𝑇1 𝐹𝐷2 𝐾𝑚𝐶𝑓 𝐽 05 1860 1 088101 11 187 152228182 249598 15𝐷2 1651 0465 05 16532 706476 𝐷 𝐷𝑝𝑖𝑛ℎã𝑜𝑟𝑒𝑡𝑜 4273 𝑚𝑚 𝑚 𝜋 𝐷 𝑍 𝜋 4273 16 839 𝑚𝑝𝑎𝑑𝑟𝑜𝑛𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜 10 𝑚𝑚 𝐷𝑝𝑖𝑛ℎã𝑜𝑟𝑒𝑡𝑜 𝑚 𝑍 𝜋 1016 𝜋 5093 𝑚𝑚 𝐷𝑐𝑜𝑟𝑜𝑎𝑟𝑒𝑡𝑜 𝐷𝑝𝑖𝑛ℎã𝑜𝑟𝑒𝑡𝑜 𝑖 50935168 26320 𝑚𝑚 𝑫𝒑𝒊𝒏𝒉ã𝒐𝒓𝒆𝒕𝒐 𝟓𝟎 𝟗𝟑 𝒎𝒎 𝒁𝒑𝒊𝒏𝒉ã𝒐 𝟏𝟔 𝑫𝒄𝒐𝒓𝒐𝒂𝒓𝒆𝒕𝒐 𝟐𝟔𝟑 𝟓𝟎 𝒎𝒎 𝒁𝒑𝒊𝒏𝒉ã𝒐 𝟖𝟑 𝒎 𝟏𝟎 𝒎𝒎 𝑭 𝟏𝟓 𝒎𝒎 Parte A Massa do carro a ser elevado M carro8toneladas8000kg Força peso a ser elevada pela máquina F pesom g8000kg981 N kg78480 N Força axial que cada parafuso deve exercer para elevar o carro F parafuso Fpeso 2 78480N 2 39240N Tanto da subida quanto na descida do carro o parafuso deve exercer um torque para movimentar o carro A condição crítica e de maior esforço do mecanismo ocorre quando o carro é elevado Dimensionando o sistema para suportar a elevação este estará também dimensionado para suportar o abaixamento Dados da rosca ACME com 2 entradas dm2 1 2 pol635mm diâmetromédio p1 3 pol8467mm passo derosca n2 númerode entradasdo parafuso f 01 coeficientede atrito darosca dc140mm diâmetrodocolar f c001coeficientede atrito docolar V axial18mmsvelocidade deelevaçãado carro Cálculo do avanço do carro devido a 1 revolução do parafuso ln p2 8467mm 16394mm Cálculo do torque de subida que deve ser exercido no parafusos de potencia T subidaF parafusodm 2 lπ f dm π dmf l F parafusof c dc 2 T subida 39240N 635mm 2 16394mmπ 01 635mm π 635mm 01 16394 mm 39240 N 0 01 140mm 2 T subida22885386027468 N mm25632186 N mm T subida256322 N m Parte B Cálculo da velocidade tangente do parafuso V tangente V axial π dm l V tangente 18mm sπ 635mm 16394mm V tangente219034mms Cálculo da velocidade angular do parafuso w parafuso2V tangente dm 2219034 mms 635mm 69rad s O eixo de saída do redutor se conecta com o parafuso de potência Logo a velocidade do eixo de saída do redutor é igual à velocidade angular do parafuso weixo saídaw parafusoweixo saída69rads O eixo de entrada do redutor se conecta com o motor Logo a velocidade do eixo de entrada do redutor é igual à velocidade angular do motor weixo entradawmotorweixoentrada1760 rot min 1min 60s 2π rad 1rot weixo entrada184307rad s Com as velocidades de entrada e saída do redutor podemos calcular a relação total de transmissão itotalweixoentrada weixo saída 184307rads 69rads 26711 Recomendase que cada estágio de redução em um redutor tenha relação de transmissão máxima de 10 Como a relação total de transmissão é menor que 100 é possível utilizar um redutor com 2 estágios Utilizando 2 estágios com aproximadamente a mesma redução iestágioitotal267115168 Para criar um redutor com o mínimo de espaço passível será utilizado um trem composto reverso de engrenagens com 2 eixos Para simplificar o projeto os pares de engrenagens pinhãocoroa serão iguais nos dois estágios Cálculo da velocidade do eixo intermediário wintermediáriowsaídaiestágio69rads 516835659rads Com as relações de transmissão de cada par de engrenagens podemos também determinar o torque em cada engrenagem Torque na saída do redutor T saídaT subida parafusoT saída256322 N m Cálculo do torque na entrada do redutor T entradaT saída itotal 256322 N m 26711 9596 N m Cálculo do torque no eixo intermediário T intermediárioT saída iestágio 256322N m 5168 49598 N m Resumo dos toques e velocidades T 19596 N mw1184307rad seixodeentrada T 249598 N m w235659rad seixointermediário T 3256322N m w369radseixode saída O diâmetro máximo da coroa é 420 mm Esse valor será utilizado para estimar a velocidade da linha primitiva das engrenagens V lp Dcoroa máxw2 2 0420m 35659rads 2 75ms Não há informação sobre o processo de fabricação das engrenagens Vamos supor que sejam fresadas para determinar o fator de velocidade k v61V lp 61 6175 6 1 2228 O pinhão e a coroa compartilham cargas iguais mais distribuem tensões de forma desigual devido a diferença de tamanho O dimensionamento será feito pelo pinhão pois assegurando um pinhão resistente a coroa já estará bem dimensionada A partir do valor máximo da coroa podemos determinar o valor máximo do pinhão D pinhãomáx Dcoroa máx iestágio 420 516881269mm Este valor será utilizado para auxiliar no cálculo dos fatores corretivos Largura ângulo de pressão e ângulo de hélice adotados F15mmα20 ϕ17 Cálculo do número de dentes do pinhão e coroa para evitar interferência Zp 2k 12isin 2α ii 212isin 2α Zp 21 125168 sin 220 51685168 2125168sin 2201580416 Zc1651688268883 Fatores geométricos Jreta0225 Jhelicoidal050930465 Cálculo do coeficiente elástico do par feito de aço E200GPav03 C E 2π 1v 2 05 20010 3 2 π 103 2 05 187MPa Resistências dos materiais das engrenagens à flexão Sf A1500 MPaSf A3600 MPa Resistências dos materiais das engrenagens so contato Sc A 11170 MPa Sc A 31860 MPa Durezas H A1175HB H A3225 HB Fator de condição de superfície Cf1 Fator de espessura de borda K B1 Fator de sobrecarga Ko15 Fator de tamanho Ks d 03 0107 81269 03 0107 182 Fator de distribuição de carga F15mm FD 02 Cmc1C pm1Ce1 C pf F 10D 0037500125 F02 10 003750012515017 Cma02470016715076510 415 204 8 Km1Cmc Cpf C pmCmaCe11 01710481165 Cálculo da razão de dureza H pinhão H coroa H A3 H A 1 225 1751287 A 89810 3128782910 3000327 CH1 A i11000327 51681101 Fator de vida N20000h 1760rot min 60min 1h 2110 9 Y N16831 N 0032316831 2110 9 00323084 ZN14488N 0023144882110 9 0023088 Fator de confiabilidade K R1Y Z1 Fator de temperatura KT1Y θ1 Fator de segurança SF1 SH1 Dimensionando o primeiro par helicoidal Sf SF Y N K T KR K oK v K s 2T 1 F D 2 KmK B J 600 1 084 11 152228182 29596 15 D 2 1651 0465 5042761454 D 2 D pinhão helicoidal811mm SC SH ZN CH KT K R CK oK v K s 2T 1 F D 2 KmCf J 05 1860 1 088101 11 187152228182 29596 15 D 2 1651 0465 05 1653231075 D D pinhão helicoidal188mm m π D Z π 188 16 369m padronizado4mm D pinhãohelicoidalm Z π 416 π 2037mm Dcoroa helicoidalD pinhãohelicoidal i2037516810528mm D pinhãohelicoidal20 37mm Z pinhão16 Dcoroa helicoidal10528mmZ pinhão83 m4mm F15mm Dimensionando o segundo par reto Sf SF Y N K T KR K oK v K s 2T 1 F D 2 KmK B J 600 1 084 11 152228182 249598 15 D 2 1651 0465 5041427288 D 2 D pinhão reto1683mm SC SH ZN CH KT K R CK oK v K s 2T 1 F D 2 KmCf J 05 1860 1 088101 11 187152228182 249598 15 D 2 1651 0465 05 1653270647 6 D D pinhãoreto4273mm m π D Z π 4273 16 839mpadronizado10mm D pinhãoretom Z π 1016 π 5093mm Dcoroa retoD pinhãoretoi5093516826320mm D pinhãoreto5093mmZ pinhão16 Dcoroa reto26350mm Z pinhão83 m10mm F15mm