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Elementos de Mquinas

ELEMENTOS DE MQUINAS

Prof. Gil Magno P. Chagas

Jaragu do Sul, 2009 3 edio

Elementos de Mquinas

SUMRIO1 Introduo .........................................................................................................................03 2 - Parafusos ...........................................................................................................................04 3 - Pinos e Contrapinos ..........................................................................................................19 4 - Anis Elsticos ...................................................................................................................23 5 - Chavetas .............................................................................................................................28 6 - Cabos de Ao .....................................................................................................................34 7- Molas ...................................................................................................................................40 8 Mancais .............................................................................................................................47 9 Sistemas de Transmisso ..............,,,................................................................................60 10 Polias e Correias .............................................................................................................64 11 Eixos e rvores ................................................................................................................71 12 - Acoplamentos...................................................................................................................75 13 Engrenagens ...................................................................................................................80 14 - Anexo / Tabelas................................................................................................................88

Elementos de Mquinas

1 IntroduoNeste curso ser visto os principais tipos de elementos de mquinas, incluindo os elementos de fixao e os elementos de transmisso. Os elementos de fixao so os rebites, parafusos, porcas, arruelas, pinos, contrapinos, e chavetas. Tambm ser visto aqui os cabos de ao e uma introduo aos elementos elsticos do tipo mola. Os elementos de transmisso so as polias, engrenagens, eixos com mancais, e acoplamentos, destinados a transmitir rotao e torque. Os elementos de fixao so destinados a unir peas, e junto com os elementos de transmisso formam um conjunto que vai compor uma mquina. Tipos de Unio Unio tipo mvel: Os elementos permitem a montagem e desmontagem da pea, sem danos. o caso do parafuso e porca, pinos, contrapinos, anis elsticos.

Unio tipo permanente: um tipo de unio feito para uma vez montada a pea, no ser possvel mais a sua desmontagem sem causar danos. Incluem nesta unio os rebites, e a solda.

A seguir sero estudados os elementos de mquinas, iniciando pelos elementos de fixao, os cabos de ao, as molas, e os elementos de transmisso, as aplicaes, suas caractersticas e alguns mtodos de dimensionamento. 3

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2 - ParafusosROSCAS Rosca um conjunto de filetes em torno de uma superfcie cilndrica interna ou externa.

As roscas permitem a unio e desmontagem de peas.

Permitem, tambm, movimento de peas, transformando movimento rotativo em linear.

O parafuso que movimenta a mandbula mvel da morsa tambm um exemplo de movimento de peas.

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Os filetes das roscas apresentam vrios perfis. Esses perfis, sempre uniformes, do nome s roscas e condicionam sua aplicao. Sentido de direo da rosca Dependendo da inclinao dos filetes em relao ao eixo do parafuso, as roscas ainda podem ser direita e esquerda. Portanto, as roscas podem ter dois sentidos: direita ou esquerda. Na rosca direita, o filete sobe da direita para a esquerda, conforme a figura.

Na rosca esquerda, o filete sobe da esquerda para a direita, conforme a figura. Nomenclatura da rosca Independentemente da sua aplicao, as roscas tm os mesmos elementos, variando apenas os formatos e dimenses.

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P = passo (em mm) d = dimetro externo d1 = dimetro interno d2 = dimetro do flanco a = ngulo do filete f = fundo do filete

i = ngulo da hlice c = crista D = dimetro do fundo da porca D1 = dimetro do furo da porca h1 = altura do filete da porca h = altura do filete do parafuso

As roscas triangulares classificam-se, segundo o seu perfil, em trs tipos: Rosca Mtrica Rosca polegada Whitworth Rosca polegada Unificada Rosca Mtrica A rosca mtrica ISO normal e rosca mtrica ISO fina so normalizadas pela norma NBR 9527 da ABNT, Associao Brasileira de Normas Tcnicas. As roscas normais, tambm chamadas de srie grossa, so as mais utilizadas. As roscas de passo fino so utilizadas onde ocorrem problemas de afrouxamento do parafuso. A rosca mtrica fina possui um passo da rosca menor, e proporciona uma melhor fixao da rosca, evitando que o parafuso se afrouxe, por este motivo ela utilizada onde ocorre vibrao na mquina, por exemplo, em veculos. As principais medidas da rosca do parafuso e porca podem ser calculadas pelo seguinte formulrio:

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ngulo do perfil da rosca: d1 = d - 1,2268P.

= 60.

Dimetro menor do parafuso (ncleo): Dimetro efetivo do parafuso (mdio): d2 = D2 = d - 0,6495P. Folga entre a raiz do filete da porca e a crista do filete do parafuso: f = 0,045P. Dimetro maior da porca: Dimetro menor da porca (furo): Altura do filete do parafuso: D = d + 2f: D1 = d - 1,0825P; he = 0,61343P. rri = 0,063P.

Dimetro efetivo da porca ( mdio): D2 = d2. Raio de arredondamento da raiz do filete do parafuso: rre = 0,14434P. Raio de arredondamento da raiz do filete da porca: Rosca Polegada Whitworth No sistema whitworth, as medidas so dadas em polegadas. Nesse sistema, o filete tem a forma triangular, ngulo de 55, crista e raiz arredondadas. O passo determinado pelo nmero de filetes contidos em uma polegada. Ex: Passo =12 fios/ polegada No sistema whitworth, a rosca normal caracterizada pela sigla BSW (British Standard Whitworth - padro britnico para roscas normais). Nesse mesmo sistema, a rosca fina caracterizada pela sigla BSF (British Standard Fine padro britnico para roscas finas).

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Rosca Polegada Padro UNS (Unified National Standard) Este sistema padronizou e unificou as roscas na Inglaterra, Estados Unidos e Canad, as medidas so expressas em polegadas. O filete tem a forma triangular, ngulo de 60, crista plana e raiz arredondada. Nesse sistema, como no whitworth, o passo tambm determinado pelo nmero de filetes por polegada. A rosca normal caracterizada pela sigla UNC, e a rosca fina pela sigla UNF. Ex: Rosca1 x 20 UNC ( significa rosca com dimetro , com 20 fios por polegada, normal) 4

Exemplo de clculo de rosca triangular mtricaRosca mtrica normal Exemplo - Calcular o dimetro menor de um parafuso (d1) para uma rosca M10, com dimetro externo (d) de 10 mm e passo (p) de 1,5 mm. Clculo: d1 = d - 1,2268 P Substituindo os valores dessa frmula: d1 = 10 - 1,2268 1,5 d1 = 10 - 1,840 d1 = 8,16 mm Portanto, o dimetro menor da rosca de 8,16 mm.

PARAFUSOSParafusos so elementos de fixao, empregados na unio no permanente de peas, isto , as peas podem ser montadas e desmontadas facilmente, bastando apertar e desapertar os parafusos que as mantm unidas. Os parafusos se diferenciam pela forma da rosca, da cabea, da haste e do tipo de acionamento.

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Classificao dos parafusos quanto funo:Os parafusos podem ser classificados quanto a sua funo em quatro grandes grupos: parafusos passantes, parafusos no-passantes, parafusos de presso, parafusos prisioneiros.

Parafusos passantesEstes parafusos atravessam a pea de lado a lado, e utilizam arruela e porca.

Parafusos no passantesSo parafusos que no utilizam porcas. O papel de porca desempenhado pelo furo roscado, feito numa das peas a ser unida.

As dimenses dos furos broqueados e da rosca para parafusos no passantes podem ser realizadas conforme a tabela a seguir:

Para uma rosca de dimetro igual a d

Material

Profundidade do furo A2xd 2,5 x d 3xd 3xd

Profundidade da rosca B1,5 x d 2xd 2,5 x d 2xd

Comprimento parafusado1xd 1,5 x d 2xd 1,5 x d

Dimetro do furo passante sem rosca1,06 x d 1,06 x d 1,06 x d 1,06 x d 9

Ao Ferro fundido Alumnio Bronze, lato

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As distncias mnimas entre parafusos podem ser feitas utilizando as recomendaes de projeto de juntas, que so: 2.d 3.d 2.d

2. d 3.d d

2. d

Exerccios

Parafusos de pressoEsses parafusos so fixados por meio de presso. A presso exercida pelas pontas dos parafusos contra a pea a ser fixada. Os parafusos de presso podem apresentar cabea ou no.

Parafusos prisioneirosSo parafusos sem cabea com rosca em ambas as extremidades, sendo recomendados nas situaes que exigem montagens e desmontagens freqentes. Em tais situaes, o uso de outros tipos de parafusos acaba danificando a rosca dos furos. As roscas dos parafusos prisioneiros podem ter passos diferentes ou sentidos opostos, isto , um horrio e o outro anti-horrio. Para fixarmos o prisioneiro no furo da mquina, utilizamos uma ferramenta especial. Caso no haja esta ferramenta, improvisa-se um apoio com duas porcas travadas numa das extremidades do prisioneiro. Aps a fixao do prisioneiro pela outra extremidade, retiram-se as porcas. A segunda pea apertada mediante uma porca e arruela, aplicadas extremidade livre do prisioneiro.

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Tipos de ParafusosOs tip

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