Parte Escrita Trabalho de Dinâmica

Parte escrita – trabalho de dinâmica

Neste projeto  proposto  pelo professor Cassio Leandro, coordenador da disciplina de Dinâmica do Corpo Rígido – NF5220, onde o problema a ser resolvido era encontrar um sistema de transmissão de polias por correia que se ajustasse as condições iniciais dadas na questão, as quais eram: um motor B, localizado sobre à uma certa altura Y e sobre o eixo X distante à uma medida de 4 pés = 1,22 metros, e com uma velocidade angular (ωB = 50 rad/s).Já a outra condição dada foi uma roda A, com o seu centro distante verticalmente à 3 pés = 0,914 m do centro do motor B, e com outros dados parâmetros importantes que foram fornecidos pelo problema: ωA = 4rad/s e rA = 1 pé = 0,3048 metros.

A principal dificuldade de encontrar um sistema que funcionasse a partir das condições dadas, era que o motor B que fornecia movimento e  ao sistema estava em um sentido de rotação oposto ao da roda A, o motor possuía uma velocidade angular girando no sentido horário e a roda A tinha uma velocidade angular girando no sentido anti-horário.E visando um projeto mais eficiente sem possíveis perdas por atrito ou escorregamento, buscamos estabelecer um sistema em que a correia não fizesse o “X”, que significa ocorrer o cruzamento dela, como se pode observar na imagem abaixo:

[pic 1]

Desta forma com a finalidade de estabelecer um projeto mais eficiente, buscamos incialmente construir um eixo intermediário (entre o motor B e a roda A) que acoplasse duas polias, a polia intermediária maior é ligada diretamente ao motor B, que transmite por correia movimento ao sistema, e assim obtendo um dos conceitos de relação de transmissão podemos admitir que a velocidade tangencial do motor B é a mesma dessa polia maior intermediária, e adotando raios genéricos para ambos, conseguimos dimensionar as 3 grandezas em estudo (velocidade angular,velocidade tangencial e raio), e na polia menor,  pelos conhecimentos adquiridos sobre relação de transmissão podemos admitir que a velocidade angular das duas polias é igual já que pertencem ao mesmo eixo e rotacionam da mesma forma por estarem fazendo simultâneamente o mesmo movimento de rotação.Essa polia menor faz uma transmissão de movimento utilizando uma outra correia para a roda A, mas com o objetivo de fazer o sistema ter funcionalidade, evitar cruzamentos de correias e inverter o sentido de rotação, são colocados dois tensionadores com centros equidistantes do centro da roda A e de dimensões iguais (raio,velocidade tangencial e velocidade angular) , e essa polia menor transmite uma velocidade tangencial igual para a roda A(cuja já se tinha dados sobre raio e velocidade angular, e assim sendo possível se obter facilmente também sua velocidade tangencial), se baseando no conceito já explicado sobre relação de transmissão, e dessa forma sabendo essa velocidade tangencial  e  sua velocidade angular que é equivalente a da polia maior intermediária, foi possível calcular o seu raio.E então nosso sistema de transmissão por polias é representado nesse croqui abaixo:

[pic 2]

Também dimensionamos o tamanho das correias, já que um dos objetivos do projeto também era evitar correias muito extensas no sistema de transmissão.Desta forma a primeira correia utilizada para fazer a transmissão do motor B para a polia intermediária maior foi dimensionada através do site onde é necessário inserir informações sobre raio da polia da maior, raio da polia menor, distância entre os centros e a rotação em rpm da polia menor, como pode ser verificado abaixo:

[pic 3]

Como se pode observar na imagem o comprimento da polia é calculado em polegadas, mas facilmente pode ser convertido em metros da seguinte forma: ((80.2,54)+((1/16).2,54)) = 204 centímetros = 2,04 metros. Já a segunda correia que é usada para transmitir movimento da correia intermediária menor para a roda A, mas que passa antes por dois tensionadores, tornando assim mais complexo dimensionar a correia, mas já que o desenho foi feito em escala 1:10, foi possível retirar medida entre as distâncias das polias, tensionadores e também utilizar a medida dos raios e dos tensionadores, e desta forma chegamos a conclusão que a dimensão da segunda correia seria de 4,05 metros.

Uma outra maneira que encontramos de verificar a pertinência dos dados, foi simular através de um site, o qual aparece exposto nas imagens abaixo,para parte do sistema dados os quais já havíamos calculado.

[pic 4]

[pic 5]

Com essa parte de analise de dados, cálculos e dimensionamento no projeto finalizada é muito importante e necessário também citar uma outra parte muito importante do projeto: o desenho em 3D feito no software NX, montamos o nosso sistema estabelecido sobre um mancal e dessa forma construindo sobre ele cada eixo que sustentava as polias, lembrando sempre que existe um eixo intermediário aonde havia duas polias a ele acopladas e também que para representar o motor foi utilizado uma manivela para dar rotação ao sistema, tendo em vista primeiramente a ótica da realidade, já que para construir um protótipo do sistema de transmissãode forma real, o qual foi analiticamente idealizado precisaríamos usar esta peça no lugar do motor, já que dentro dos laboratórios de mecânica do Centro Universitário da Fei seria a única opção possível. Vale lembrar também que as polias desenhadas no software NX são polias do perfil “V” com um canal ou sulco deste formato, para que a correia lisa possa passar de forma correta.Outro fator importante referente ao formato das polias é o rasgo para chaveta(que será colocada no eixo), elemento normalizado utilizado para travar e evitar deslocamento axial da polia sobre o eixo, além disso também foi necessário no projeto utilizar um rolamento no eixo para que pudesse haver a rotação do mesmo sem causar possíveis defeitos por atrito,esforços desnecessários e obviamente para que o sistema funcione de forma correta e com toda certeza não se pode esquecer dos tensionadores que possuem dimensões iguais e foram projetados equidistantes do centro da roda A, os quais ajudam a tensionar a correia sem deixar ela frouxa e inverter o sentido de rotação do sistema. Ao projetar todo sistema com polias, tensionadores, correias, manivela e eixos; só faltou fazer o sistema funcionar através do software, e isso foi possível por meio de uma animação programada sobre todo o sistema para fazer a manivela girar e desta forma gera movimento ou rotação para todo o sistema, fazendo a correia passar por todas as polias dentro dos sentidos de rotações estabelecidos.