Programa de engenharia mecânica

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO

2. OBJETIVO

3. MÉTODO

4. DESENVOLVIMENTO

5. CONCLUSÃO

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1) INTRODUÇÃO

O Curso de Engenharia Mecânica consiste de várias disciplinas que exigem certo conhecimento teórico e prático do principio de funcionamento de diversos tipos de máquinas. A disciplina de Mecânica Aplicada ( Teoria das Máquinas e dos Mecanismos) que trata da Cinemática do Corpo Rígido não foge à regra. No nosso cotidiano, nos defrontamos com máquinas cada vez mais modernizadas (veículos automotivos, braços robóticos, máquinas operatrizes, etc.), que sempre obedecem aos princípios físicos do movimento. Nesta ATPS procuramos aplicar esses conceitos físicos (cinemática e cinética de corpo rígido) em vários mecanismos mecânicos que são utilizados em vários ramos industriais, mas optamos em estudar o Conjunto Biela - Pistão. O mecanismo de transformação de movimento biela-manivela representado é um mecanismo emblemático da engenharia mecânica provavelmente dos mais utilizados devido à sua simplicidade e versatilidade. Usualmente associado à máquina a vapor de pistões, é ainda hoje muito utilizado em motores de combustão interna, compressores e outras máquinas.

Sistema biela-manivela: manivela M, biela B e pistão P

Neste sistema mecânico, conforme representado na figura acima, o movimento retilíneo de vai-e-vem do pistão P é convertido pela biela B em movimento circular contínuo, centro do punho da manivela M (ou cambota) com eixo de rotação. Este mecanismo apenas admite movimentos planos. A manivela descreve somente o movimento plano de rotação, a corrediça descreve apenas movimento de translação retilínea e a biela tem um movimento plano geral ou misto (translação e rotação), isto é, os pontos desta ligação têm simultaneamente as características dos movimentos de translação e de rotação.

2) OBJETIVO

Construir um modelo de motor monocilíndrico com seus respectivos movimentos através do mecanismo biela-manivela, demonstrando seu real funcionamento evidenciando os cálculos e os conceitos dos movimentos da rotação e translação.

Apresentação Esquemática do Mecanismo

Modelo esquemático do projeto

3) METÓDO

a) Parte escrita - Evidenciar os cálculos e elaborar desenhos evidenciando os conceitos dos movimentos da rotação e translação.

b) Escopo do Projeto – Montar maquete do trabalho, destacando os pontos principais do estudo da cinemática e dinâmica do corpo rígido.

4) DESENVOLVIMENTO

Este sistema mecânico, representado esquematicamente na figura abaixo, o movimento retilíneo de vai-e-vem do pistão P é convertido pela biela B (de comprimento L, entre centros) em movimento circular contínuo do ponto A, centro do punho da manivela M (ou cambota) com eixo de rotação O.

Esquema do motor monocilíndrico com sistema biela-manivela

Sistema biela-manivela: manivela M, biela B e pistão P

Representação esquemática do sistema biela-manivela

Tabela de Dimensões de cada peça do mecanismo

Parte do Motor Diâmetro (mm) Comprimento (mm) Largura (mm)

BIELA * 200 50

PISTÃO 100 40 *

VÁLVULA 40 50 *

VIRABREQUIM * 50 *

Para realização dos cálculos considerou-se a rotação de 3000 rpm do motor, tomando-se como base a operação de um veiculo automotivo em movimento.

Determinação do movimento do pistão:

- Cálculos de deslocamento do pistão em função do ângulo da manivela.

• Equação do deslocamento

Onde: