Eixos E Árvores

EIXOS E ÁRVORES

Projeto apresentado como

requisito parcial para a aprovação na

disciplina Elementos de máquinas I.

SUMÁRIO

Título__________________________________________________ 3

Objetivo________________________________________________ 3

Justicativa ______________________________________________ 3

Revisão Bibliográfica _____________________________________ 4

Metodologia _____________________________________________ 5

Cronograma _____________________________________________ 5

Referências Bibliográficas__________________________________ 6

Introdução

Já há algum tempo temos visto vários elementos de máquinas e suas aplicações. Neste trabalho será abordado o tema eixos e árvores, a “ coluna vertebral da máquina. Serão discutidos os seguintes temas: Definição dos conceitos de eixos e árvores, projeto de eixo e árvore.

Definições

Assim como o homem, as máquinas contam com sua “ coluna vertebral” como um dos principais elementos de sua estrutura física: eixos e árvores, que podem ter perfis lisos ou compostos, em que são montadas as engrenagens, polias, rolamentos, volantes,manípulos, etc.

Os eixos e as árvores podem ser fixos ou giratórios e sustentam os elementos de máquina. No caso dos eixos fixos, os elementos (Engrenagens com buchas, polias sobre rolamentos e volantes) é que giram.

Quando se trata de eixo-árvore giratório, o eixo se movimenta juntamente com seus elementos ou independentemente deles como, por exemplo, eixos de afiadores (esmeris), rodas de trole (trilhos), eixos de máquinas-ferramenta, eixos sobre mancais.

Características:

• Eixos

o Fixos ou em rotação, servem apenas para apoias peças de máquinas fixas, móveis ou oscilantes.

o Não estão sujeitos a momentos de torção.

o Pinos.

• Árvores

o Elemento rotativo ou estacionário, geralmente de seção circular, que tem montados sobre si elementos como engrenagens, polias, volantes, manivelas, rodas dentadas e outros elementos de transmissão.

o Podem ser submetidas a esforços de flexão, tração, compressão ou torção, atuando isoladamente ou de forma combinada.

o Ex.: componetes da caixa de mudança de veículos.

Tipos de Eixos/Árvores

Os eixos ou árvores podem apresentar diferentes configurações geomátricas, descritas a seguir.

o Eixos maciços

A maioria dos eixos apresentam seção circular maciça, com degraus ou apoio das peças montadas sobre eles. As arestas são arredondadas para aliviar a concentração de esforços.

o Eixos vazados

Muito utilizados em máquinas ferramenta e motores aeronáuticos.

o Árvores cônicas

Devem ser ajustadas a componentes que possuam furo de encaixe cônico.

o Árvores roscadas

Podem ser utilizadas como elementos de transmissão ou elementos prolongadores.

o Árvores ranhuradas

Apresentam ranhuras longitudinais radiais. Utilizados para transmissão de grandes potências.

o Árvores estriadas

Garantem boa concentricidade com boa fixação.

o Árvores flexíveis

Série de camadas de arame de aço enroladas alternadamente em sentidos opostos e apertadas firmemente, protegidas por um tubo flexível.

Tensões Adminssíveis

Os esforços atuantes em eixos e árvores são: Momento fletor, momento torçor, força cortante e força axial (estáticos e/ou cíclicos).

O caso mais comum ocorre quando a árvore esta transmitindo potência em regime, então:

Torque constante: Tensão cisalhante média (τm)

Flexão alternada: Tensão normal alternada (σa) com σm = 0.

O caso mais geral ocorre quando a árvore transmite potência com esforços variáveis, então:

Momento fletor: Tensão normal – σa e σm ≠0.

Momento torçor (T): Tensão de cisalhamento – τa e τm≠0.

Força axial: Tensão normal – σa e σm≠0.

Os critérios de dimensionamento dos eixos e árvores são, resistência, deflexão lateral e angular e velocidade crítica.

Tensões atuantes

A potência (P) transmitida pela