Calcule de eixo

Elementos de máquinas

Trabalho de G1

Canoas, outubro de 2011
01 - Uma polia “B”, de 60 cm de diâmetro, recebe 30CV a 360 RPM, com um ângulo de 45 graus, conforme a figura uma engrenagem “C”, com diâmetro primitivo de 46 cm transmite 40% da potencia total, e outra engrenagem “E” transmite a potencia restante.
Ambas as engrenagens tem dentes retos com ângulo de pressão de 20 graus. A arvore devera ser fabricada em aço SAE 1045 trefilado, com chavetas de seção quadrada para cada roda dentada e polia. A carga é uniforme. a) Determinar o diâmetro da arvore para n=1,8, adotando o critério de Soderberg; b) Supor que o diâmetro da arvore diminua no rolamento “D” e calcular o diâmetro de “D” a “E”.
Considerar F₁ = 3 . F₂

Solução:
Calcular primeiramente o torque e as forças resultantes nos três elementos.
Tb = r.(F₁-F₂)
F₁ = 3 . F₂
Fb = F₁+F₂ r (polia) = 0,3 m

Tb = r(3.F₂ - F₂)
Tb = 0,9F₂-0,3F₂
Tb = 0,6F₂ => 585,69/0,6 = F₂ => F₂ = 976,15 N

Rotação = 360 RPM => velocidade angular: w = (360/60).2π => w = 36,7 rad/s
P = 30 Cv = 22080 w

P = T.w
22080 / 37,7 = Tb => Tb = 585.69 N.m

F₁ = 3 . F₂ => F₁ = 2928.45 N
Fb = F₁+F₂ => Fb = 2928,45 + 976,15 => Fb = 3904,6N

Engrenagem “C” consome 40% do torque aplicado em “B” r (c) = 0,23 m
Tc = 0,4 . Tb => Tc = 0,4 . 585,69 => Tc = 234,27 N.m

T = F.r => 234,276 / 0,23 = Fc => Fc = 1018,59 N
Obs: Fc = força tangencial em “C”

Engrenagem “E” consome 60% do torque aplicado em “B” r (c) = 0,15 m
Te = 0,6 . Tb => Te = 0,4 . 585,69 => Te =351,41 N.m

T = F.r => 351,41 / 0,15 = Fe => Fe = 2342,76 N
Obs: Fe = força tangencial em “E”

Calculo das forças componentes dos eixos Y e Z dos itens B,C e E.

Polia “B”
Ângulo de transmissão = 45°
Força resultante => Fb = 3904,6 N
Força da componente Z => Fbz = 2760,96 N
Força da componente Y => Fby = 2760,96 N

Engrenagem “C”