Dimensionamento de Eixo Arvore e Chaveta em Caixa Norton Estudo de Caso SEO

Enunciado Estudo de Caso Realizar a análise e obter conhecimento para dimensionar eixos e chavetas Nosso estudo de caso terá como foco o dimensionamento de um eixo árvore de uma Caixa Norton de um Torno mecânico Segue o conceito de uma caixa Norton A caixa NORTON ou caixa de mudança rápida serve para proporcionar avanços mecânicos e passos de roscas com economia de tempo Em lugar de calcular e montar as engrenagens da grade é preciso apenas mudar a posição de certas alavancas Fonte httpsbitly3TuYLIU Acesso em 19 nov 2020 Já o eixo é um elemento de máquina que tem o objetivo de transmitir potência e suportar componentes rotativos Esse dispositivo pode ser descrito como uma espécie de barra de ferro arredondada A finalidade dessa peça é transmitir a energia produzida pelo motor para a máquina A seguir figura de um torno mecânico e suas partes e nomes dos elementos de máquinas que o constituem Fonte httpswwwrmlmaquinascombrlojanoticiaphploja762235id85 Acesso em 20 out 2022 O motor elétrico é de 5 cv com rotação de 1200 rpm com um eixo circular que será utilizado para a montagem de motor com o eixo árvore de uma Caixa Norton utilizando uma tensão de cisalhamento admissível de 120 MPa Dados técnicos para efeito de dimensionamento considerar n máx 1200 rpm Pot máx 5 cv 5 cv 7355 W 36775 W τ cisalhamento 120 MPa a Descrever quais esforços que podem ser submetidos em um eixo árvore b Dimensionar o diâmetro do eixo que será utilizado na ligação entre o motor elétrico e a caixa Norton com engrenagem ECDR sendo este a motora sabendo que para dimensionar o eixo árvore que compõe uma caixa Norton de um torno mecânico será destacado um eixo submetido à torção torque que normalmente é o principal tipo de carregamento sobre eixos c Descrever quais esforços que quando submetidos a uma chaveta retangular ela pode vir a falhar d Dimensionar a chaveta que faz a fixação do eixo árvore em uma engrenagem cilíndrica de dentes retos ECDR que será a motora da caixa Norton onde esta possui diâmetro d encontrado no item b O seu material é o ABNT 1050 st6011 que irá transmitir uma potência P 36675 W 5 cv girando com rotação n 1200 rpm por meio de engrenagem chavetada ao eixo Assim deverá dimensionar chaveta para a transmissão DIN 6885 Lembrando DIN Norma Padrão Alemã Lembrando DIN Norma Padrão Alemã Assim Esforços de Cisalhamento permissível Esforços de Tensão Normal A pressão de contato entre o cubo e a chaveta que pode acarretar o esmagamento da chaveta e do próprio rasgo do cubo é dada por Por meio da DIN 6885 chaveta plana encontramse os seguintes valores d eixo Determinado no item b deste exercício b 8 mm h 8 mm t 1 468 mm O material especificado da norma é o st60 ABNT 1050 e as tensões admissíveis indicadas são τ 60 N mm² Tensão Admissível de Cisalhamento σ 100 N mm² Pressão Média de Contato Lembrando que os valores aplicados neste cálculo da chaveta são os valores encontrados no item b deste exercício Importante Sempre desenvolva textos com sua própria argumentação Nunca copie e cole informações da Internet de outro colega ou qualquer outra fonte como sendo sua produção já que essas situações caracterizam plágio e invalidam sua atividade Folha de Resposta AVCdoc 21 outubro 2020 1222 Resolução a Os eixo arvores além de estarem submetidos a esforços de flexão também por transmitirem potência são submetidos à torção Também estão sujeitos à TraçãoCompressão Cisalhamento e cargas combinadas como é o caso da Flexotorção b Dados n1200 Rev min Potmáx5cv τ adm120MPa Torque no eixo T P ω 36775N m s 1 1200 Rev min 1min 60s 2 π rad 1rev 29265 N m Aplicando a eq 512 do Hibbeler temos J c T τadm Para eixos maciços Jπ 2 c 4 assim π c 4 2c T τadm Rearranjando c 3 2T πτ adm c 3 2T π τ adm Substituindo temos c 3 2292651000 N mm π 120N m m 2 c5375mm Visto que 2c1075mm selecione um eixo com diâmetro mínimo de 11 mm c Por cisalhamento e por compressão esmagamento A falha devido ao cisalhamento é ocasionada quando a chaveta é cisalhada ao longo do comprimento na interface entre o eixo e o cubo Uma falha por esmagamento ocorre por compressão em qualquer lado em compressão d Verificando a resistência da chaveta da ponta do eixo Conforme a norma DIN 6885 para eixo de 11 mm 8 x 8 mm t1 468 mm Material de chaveta Aço SAE1050 τ60 N m m 2 tensão admissível de contato σ100 N m m 2 pressão média de contato FT2T d 229265 N m 11 1000 m 5321kN Verificando resistência da chaveta pela tensão de compressão esmagamento σ d FT ht 1LC 100 N m m 2 53211000 N 8468mm LC LC 53211000 N 8468mm100N m m 2 16 03mm O comprimento mínimo para que a condição de pressão média de contato seja satisfeita é no mínimo 17 mm No critério da tensão cisalhante temos τ FT bLc 60 N mm 253211000 N 8mm LC Lc 53211000 N 8mm60 N mm 2 1110 O comprimento mínimo para que a condição de tensão admissível de contato seja satisfeita é no mínimo 12 mm Para que as duas condições σ τ sejam satisfeitas o comprimento mínimo da chaveta deve ser de 17 mm Então nossa chaveta será conforme DIN 6885 terá dimensões b x h 8 x 8 mm t1 468 mm LC 17 mm Tabela de dimensões de chavetas conforme norma DIN 6885