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Dimensionamento de Eixo

Por:   •  25/5/2016  •  Seminário  •  440 Palavras (2 Páginas)  •  1.336 Visualizações

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Universidade Federal Rural do Semi-árido

Departamento de Ciências Ambientais e Tecnológicas

Curso de Engenharia Mecânica

Exercícios Eixos A3 – Elementos de Máquinas I

(Prof. Fabrício Cavalcante)

(2015.2 – 18-mai-2016)

Problema 1 : Um eixo biapoiado é mostrado na Figura P10-2. Uma carga distribuída de magnitude constante unitária p é aplicada enquanto o eixo roda sujeito a um torque variável com o tempo que varia de Tmin a Tmax. Para os valores na(s) linha(s) assinalada(s) na Tabela P10-1, encontre o diâmetro do eixo requerido para obter um coeficiente de segurança 2 no carregamento de fadiga se o eixo é de aço de Sut = 745 Mpa e Sy = 427 Mpa. As dimensões são em cm, a força distribuída em N/cm e o torque em N-m. Pressuponha a ausência de concentrações de tensão.

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Problema 2: Um eixo biapoiado é mostrado na Figura P10-3. Uma carga transversal de magnitude constante P é aplicada à medida que o eixo roda sujeito a torque variável com o tempo que varia de Tmin a Tmax. Para o valor na(s) linha(s) assinalada(s) da Tabela P10-1 (Problema 1), encontre o diâmetro requerido do eixo para obter um coeficiente de segurança de 2 relativo à carga de fadiga se o eixo é de aço de Sut = 108 kpsi e Sy = 62 kpsi. As dimensões são em polegadas, a força em libras e o torque em lb-in. Considere a concentração de tensão no rasgo da chaveta mostrado na Figura P10-3.

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Problema 3: A Figura P10-7 mostra a montagem de um carrossel. O disco sólido de aço tem 500 mm de diâmetro por 16 mm de espessura e está parafusado à flange de topo do eixo. O eixo tem ressalto de 70 mm de diâmetro com comprimento L1 e 40 mm de diâmetro com comprimento L2 e é suportado por mancais de rolos cônicos. Os raios de todos os filetes são 0,5 mm. Um motor de 5 kw move o eixo por meio de um caixa de engrenagens com redução de 20:1 e um acoplamento comercial sanfonado. O máximo torque nominal do motor é 17,7 N-m e o torque de parada é 3x seu torque nominal. Encontre a tensão máxima e a deflexão angular no eixo em condições de disco travado e motor parado.

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Problema 4: Para a montagem do carrossel do Problema 3 e da Figura P10-7, encontre a frequência torcional natural do conjunto eixo-disco sentida no eixo do motor. A caixa de engrenagens tem uma rigidez torcional de 1,56E5 N-m/rad e o acoplamento tem uma rigidez torcional de 5,1E5 N-m/rad. Pressuponha que o disco esteja sem ferramentas e que todo o suporte ao piso seja infinitamente rígido.

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