Dimensionamento de Eixo

1 Exercício Dimensionamento à Fadiga Prof Sérgio Rabelo O eixo da figura transmite uma potência de i0 kW girando a n rpm a outro eixo abaixo deste por meio de um par de engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais São dados O ângulo de pressão do engrenamento α 20 O ângulo de hélice dos dentes das engrenagens β 15 O diâmetro primitivo do pinhão d1 80 mm Dados i é o primeiro número seu número de RA diferente de zero da direita para esquerda n 1750 rpm se i 12 n 1450 rpm se i 345 n 1160 rpm se i 67 n 890 rpm se i 89 As forças no engrenamento podem ser calculadas por Força tangencial 1 2 d M F t t onde Mt é o momento torçor no eixo Força radial cos tan t r F F Força axial t tan a F F Nesta situação pedese Questão 1 Determine as reações nos mancais D e E Admita que o mancal D recebe todo o esforço axial externo e esboce os diagramas de momento fletor Plano vertical xy Plano horizontal xz D E D E D E y x 2 Questão 2 Verifique o coeficiente de segurança à fadiga para a seção AA no encosto do pinhão segundo o critério de Goodman modificado Comente sobre o valor encontrado Admita a Material AISI 1045 trefilado a frio com Sut 630 MPa e Sy 530 MPa b Confiabilidade de 95 c Eixo usinado d Demais fatores de correção do limite de fadiga unitários e Considere que o momento fletor na seção AA é igual ao momento no plano médio do pinhão f Os fatores de concentração de tensão à fadiga devem ser calculados Formulário e f e d c b a e S k k k k k k S b ut a k aS mm d d mm d d kb 254 se 5 1 51 1 51 se 2 79 24 1 157 0 107 0 Goodman modificado A A 3 1 1 t f q K K 1 1 ts s fs q K K N Mt 2 60 60 n Dn v 1 kgf 981 N Gráficos FIGURA E2 Fator geométrico de concentração de tensão Kt para um eixo com um rebaixo arredondado em flexão Fator geométrico de concentração de tensão Kt para um eixo com um rebaixo arredondado em torção onde Dd A b 600 087868 033243 300 089334 030860 200 090879 028598 150 093836 025759 120 097098 021796 110 095120 023757 107 097527 020958 105 098137 019653 103 098061 018381 102 096048 017711 101 091938 017032 Dd A b 200 086331 023865 133 084897 023161 120 083425 021649 109 090337 012692