Cinemática de corpos rígidos

ETAPA 1

Aula-tema: Cinemática dos corpos rígidos.

Esta atividade é importante para que o grupo possa compreender sobre os aspectos da

cinemática circular aplicada, principalmente das engrenagens de veículos automotores.

Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

PASSOS

Passo 1 (Equipe)

Pesquisar sobre os diversos tipos de engrenagens utilizadas. Reunir fotos, imagens e

esquemas que expliquem a funcionalidade de cada espécie de engrenagem. (Reservar o

conteúdo obtido para finalizar o primeiro relatório que será solicitado na Etapa 2).

Figura 1- Tipo de Engrenagem. Disponível em:

<http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://static.hsw.com.br/gif/gearworm.

jpg&imgrefurl=http://ciencia.hsw.uol.com.br/engrenagens5.htm&h=432&w=400&sz=14&tbnid=pnWGPvzo9bMoE

M:&tbnh=90&tbnw=83&prev=/search%3Fq%3Dengrenagens%26tbm>. Acesso em: 10 out. 2012.

5. ENGRENAGENS – Conceitos Básicos

5.1 Tipos de Engrenagens

Engrenagens Cilíndricas Retas: Possuem dentes paralelos ao eixo de rotação da engrenagem. Transmitem rotação entre eixos paralelos. Um exemplo é mostrado na Fig. 5.1.

Fig. 5.1: Engrenagens Cilíndricas Retas

Engrenagens Cilíndricas Helicoidais: Possuem dentes inclinados em relação ao eixo de rotação da engrenagem. Podem transmitir rotação entre eixos paralelos e eixos concorrentes (dentes hipoidais). Podem ser utilizadas nas mesmas aplicações das E.C.R.. Neste caso são mais silenciosas. A inclinação dos dentes induz o aparecimento de forças axiais. Um exemplo é mostrado na fig. 5.2.

(a) (b)

Fig. 5.2: Engrenagens Cilíndricas Helicioidais – a: Eixos paralelos; b: Eixos concorrentes Elementos de Máquinas I – Engrenagens – Conceitos Básicos 35

Engrenagens Cônicas: Possuem a forma de tronco de cones. São utilizadas principalmente em aplicações que exigem eixos que se cruzam (concorrentes). Os dentes podem ser retos ou inclinados em relação ao eixo de rotação da engrenagem. Exemplos deste tipo de engrenagens estão mostrados na Fig. 5.3.

Fig. 5.3: Engrenagens Cilíndricas Cônicas

Parafuso sem fim – Engrenagem coroa (Sem fim-coroa): O sem fim é um parafuso acoplado com uma engrenagem coroa, geralmente do tipo helicoidal. Este tipo de engrenagem é bastante usado quando a relação de transmissão de velocidades é bastante elevada (Fig. 5.4).

Fig. 5.4: Parafuso Sem fim - Coroa

Pinhão-Cremalheira: Neste sistema, a coroa tem um diâmetro infinito, tornando-se reta. Os dentes podem ser retos ou inclinados. O dimensionamento é semelhante às engrenagens cilíndricas retas ou helicoidais. Na Fig. 5.5 está mostrado um exemplo destas engrenagens. Consegue-se através deste sistema transformar movimento de rotação em translação.

Fig. 5.5: Engrenagens Pinhão-cremalheira

Nomenclatura

A nomenclatura de engrenagens está mostrada na fig. 5.6.

Fig. 5.6: Nomenclatura – Engrenagens Cilíndricas Retas

Circunferência Primitiva: É uma circunferência teórica sobre a qual todos os cálculos são realizados. As circunferências primitivas de duas engrenagens acopladas são tangentes. O diâmetro da circunferência primitiva é o diâmetro primitivo (d).

Passo frontal (p): É a distância entre dois pontos homólogos medida ao longo da circunferência primitiva.

Módulo (m): É a relação entre o diâmetro primitivo e o número de dentes de uma engrenagem. O módulo é a base do dimensionamento de engrenagens no sistema internacional. Duas engrenagens acopladas possuem o mesmo módulo. A figura 5.7 mostra a relação entre o módulo e o tamanho do dente. O módulo deve ser expresso em milímetros.

Passo Diametral (P): É a grandeza correspondente ao módulo no sistema inglês. É o número de dentes por polegada.

Fig. 5.7: Relação entre Módulo (mm) e tamanho de dente

Altura da Cabeça do Dente ou Saliência (a): É a distância radial entre a circunferência primitiva e a circunferência da cabeça.

Altura do pé ou Profundidade (b): É a distância radial entre a circunferência primitiva e a circunferência do pé.

Altura total do dente (ht): É a soma da altura do pé com a altura da cabeça, ou seja, ht=a+ b.

Ângulo de ação ou de pressão (φ): É o ângulo que define a direção da força que a engrenagem motora exerce sobre a engrenagem movida.

Fonte: http://2000pt.net/educacaotecnologica/engrenagens.pdf Acessado em 30/03/14

Passo 2 (Equipe)

Buscar informações sobre as relações existentes das engrenagens, tais como, frequência,

período ou frequência angular.

A Figura 01 mostra um sistema de engrenagens usado na caixa de marchas de automóveis. Normalmente essas engrenagens operam aos pares, os dentes de uma encaixando nos dentes da outra.

Se os dentes de um par de engrenagens se dispõem em circulo, quando em funcionamento, as velocidades lineares da superfície das engrenagens, velocidades dos