ELEMENTOS DE MÁQUINAS II U2

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II U2 - SEÇÃO 1 U2 S1 - ATIVIDADE DIAGNÓSTICA

 

1) O órgão normativo americano AGMA é referência na metodologia para projetos de engrenagens e é utilizado como referência para o desenvolvimento de normas relacionadas ao projeto e dimensionamento de engrenagens na maioria dos países. A AGMA define os fatores, assim como as equações, a serem utilizados para determinar as tensões e resistência em engrenagens cônicas e define também critérios de previsão de desgaste nestas engrenagens.

Análogas às engrenagens helicoidais, as engrenagens cônicas espirais, quando comparadas com as engrenagens cônicas de dentes retos,
Escolha uma:

2) Dentre as engrenagens classificas como engrenagens cônicas existe uma variedade padronizada e encontrada no mercado, cada qual com sua aplicação, parâmetros dimensionais e geométricos estabelecidos por norma, o que favorece que um determinado modelo de engrenagem cônica apresente as mesmas características, independente do fabricante.

Em relação as características e parâmetros de projeto para engrenagens cônicas, julgue as afirmativas a seguir em (V) Verdadeiras ou (F) Falsas.

( ) Os dentes das engrenagens cônicas devem suportar as tensões de flexão para a transmissão que é especificada.

( ) Os dentes das engrenagens cônicas não devem apresentar desgaste na superfície dos membros.

( ) O limite de resistência à fadiga superficial do material da engrenagem cônica deve sempre ser superior à tensão de contato.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
Escolha uma:

3) Atualmente existem uma variedade de modelos de engrenagens do tipo cônica, sendo que cada uma apresenta melhor performance em diferentes aplicações. Complete as lacunas a seguir.


As engrenagens cônicas apresentam o formato ____________ e são aplicadas em situações em que a ____________ de rotação precisa ser realizada em eixos ____________ e, na grande maioria das vezes, o ângulo entre os eixos é de ____________.

Assinale a alternativa que completa as lacunas corretamente:
Escolha uma:

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II U2 - SEÇÃO 1 U2 S1 - ATIVIDADE DE APRENDIZAGEM

1) Nas engrenagens cônicas, tem-se três componentes de forças atuando durante o engrenamento nas direções radial, axial e tangencial. Estas forças podem ser determinadas pelas equações: Wt=Tp/Rm , Wr=Wt.tan?.cosY e Wa=Wt.tan?.senY, em que Wt é a força tangencial, Tp o torque no pinhão, rm o raio de referência médio, Wr a força tangencial, φ o ângulo de pressão, γ o ângulo primitivo dos cones para a engrenagem ou para o pinhão e Wa a força axial.

 

Para uma transmissão de potência de 4 hp, pinhão com rotação de 450 rpm, raio de referência médio de 0,87, ângulo de pressão de 22° e ângulo primitivo do pinhão de 20,4°, a força axial no pinhão é de

Escolha uma:

2) Dentre as engrenagens classificadas como engrenagens cônicas, tem-se uma classificação quanto aos formatos de seus dentes e assim se tem as engrenagens cônicas de dentes retos, engrenagens cônicas espirais, engrenagens cônicas Zerol® (um tipo de engrenagem que é patenteada), engrenagens hiperboloides e as engrenagens espiróides.

 

De acordo com as informações apresentadas na tabela a seguir, faça a associação das nomenclaturas contidas na coluna A com suas respectivas engrenagens cônicas representadas na coluna B.

COLUNA A

COLUNA B

I. Engrenagem cônica de dentes reto.

1.

Figura 1: Engrenagem cônica (a).

c a

Fonte: COLLINS, J.A.; Projeto Mecânico de Elementos de Máquinas. Rio de Janeiro: LTC, 2017.

II. Engrenagem hiperboloide ou Hipóide.

2.

Figura 2: Engrenagem cônica (b).

c b

Fonte: COLLINS, J.A.; Projeto Mecânico de Elementos de Máquinas. Rio de Janeiro: LTC, 2017.

III.  Engrenagem cônica espiral.

3.

Figura 3: Engrenagem cônica (c).

c c

Fonte: COLLINS, J.A.; Projeto Mecânico de Elementos de Máquinas. Rio de Janeiro: LTC, 2017.

Assinale a alternativa que apresenta a associação CORRETA.

Escolha uma:

3) Quando se analisa os fatores para dimensionamento de engrenagens cônicas, tem-se alguns parâmetros iniciais importantes pelos quais as análises devem partir. O torque de trabalho do pinhão (Tp) é um deles e é determinado pela razão entre a potência (hp em hp) e a rotação do eixo (np em rpm), através da equação Tp=63025 .hp/np[lbf.in]. Já o diâmetro do pinhão (dp) é definido como dp=Np/Pd, sendo Np o número de dentes do pinhão e Pd o número de passos diametral do pinhão. Tem-se ainda outra importante equação que estabelece o número de dentes da engrenagem Neng = meng ּ Np , em que meng representa a razão de engrenamento por Meng=Np/Neng, sendo np a rotação do pinhão e neng a rotação da engrenagem.


Para um sistema de transmissão por engrenagens cônicas de dentes retos, em que a o pinhão, com 25 dentes, passo diametral de 5 dentes/in e em rotação de 600 rpm transmite rotação para o eixo perpendicular que, devido a razão de engrenamento, apresenta rotação de 300 rpm e potência de 6 hp, são feitas as seguintes afirmações:

I - O torque de operação do pinhão é de 630,25 lbf.in.

II - O pinhão deve apresentar diâmetro de 5 in.


III - A engrenagem deve ter 12,5 dentes.

É correto o que se afirma em:
Escolha uma:

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II U2 - SEÇÃO 2 U2 S2 - ATIVIDADE DIAGNÓSTICA
1) Dentre os vários tipos de engrenagens existentes comercialmente, tem-se as engrenagens cônicas de dentes retos que são largamente utilizadas para sistemas de transmissão e apresentam rendimento em sistemas de transmissão de 95 a 99%.

As principais características de operação destas engrenagens cônicas de dentes retos são
Escolha uma:

2) As engrenagens cônicas são largamente aplicadas e um exemplo de suas aplicações são os diferenciais automotivos. Estas engrenagens são indicadas para trabalharem com relação de multiplicação de até 6, assim sendo, alguns parâmetros do sistema de transmissão ao qual a engrenagem será aplicada devem ser analisados para se determinar se o modelo de engrenagem realmente é indicado para tal uso e para isto existe a proposta de uma metodologia que auxilia na solução do problema ajudando a direcionar as análises.

Complete as lacunas na frase a seguir.

Na metodologia para auxiliar no projeto de engrenagens cônicas, a primeira etapa se baseia na criação de um ____________ conceitual, o ____________ de entrada do pinhão, a razão da ____________ necessária, as linhas centrais dos eixos, posições dos mancais, restrições e demais parâmetros ____________.

Assinale a alternativa que completa as lacunas corretamente:
Escolha uma:

3) No projeto de engrenagens cônicas, é importante determinar os efeitos negativos a vida útil ao qual as engrenagens serão submetidas quando em utilização no sistema de transmissão de rotação e para isto, uma série de análises e cálculos devem ser realizados para que, posteriormente, possam ser comparados com a situação ao qual a engrenagem foi projetada e determinar se os resultados obtidos serão suficientes para garantir a integridade mínima das engrenagens quando em uso.

Em relação aos efeitos negativos da vida útil para as engrenagens cônicas são feitas as seguintes afirmações:

I. A análise do desgaste é necessária, pois este contribui para uma menor vida útil das engrenagens cônicas.

II. A resistência a fadiga do material das engrenagens cônicas deve ser verificada em relação a vida útil.

III. As deflexões no pinhão e na coroa não apresentam efeito considerável na redução da vida útil das engrenagens cônicas.

É correto o que se afirma em:
Escolha uma:

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II U2 - SEÇÃO 2 U2 S2 - ATIVIDADE DE APRENDIZAGEM
1) Um sistema de transferência de rotação de um eixo perpendicular ao outro trabalha com potência de 15,5 hp, rotação estacionária de 2500 rpm e utiliza engrenagens cônicas de dentes retos para permitir esta transferência sendo que o passo diâmetro (Pd) seja de 5 dentes por polegada, o número de dentes do pinhão (Np) seja de 18 e o ângulo de cone de referência do pinhão (Yp) de 30,4°.

A largura da face para este sistema de transmissão por engrenagens cônicas de dentes retos deve ser de
Escolha uma:

2) Quando se analisa engrenagens cônicas de dentes retos, é de extrema importância para o dimensionamento destas engrenagens que sejam determinados os fatores de segurança. Um fator de segurança é estabelecido pela fadiga dos dentes das engrenagens devido ao esforço de flexão, sendo este fator de segura devido a flexão (SF) estabelecido pela equação , onde σall a resistência a flexão e σ a tensão de flexão.

Em relação ao fator de segurança devido à flexão em engrenagens cônicas de dentes retos, julgue as afirmativas a seguir em (V) Verdadeiras ou (F) Falsas.

( ) Deve ser calculado para apenas um membro do sistema de engrenagens.

( ) A tensão de flexão admissível é específica para cada material que pode ser utilizado na manufatura das engrenagens.

( ) Se o valor do fator de segurança estiver próximo do definido nos requisitos do projeto, novos valores devem ser adotados para os parâmetros das engrenagens e o fator de segurança recalculado até os valores ficarem com grande diferença.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
Escolha uma:

3) Analisando as engrenagens cônicas de dentes retos, observa-se que o movimento entre os dentes acaba causando desgaste abrasivo e adesivo, o que pode gerar ainda aquecimento na região de contato dos dentes devido ao atrito.

Para uma operação adequada e suave, assim como a obtenção de uma vida útil satisfatória do conjunto de engrenagens cônicas, se faz importante
Escolha uma:

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II U2 - SEÇÃO 3 U2 S3 - ATIVIDADE DIAGNÓSTICA
1) As engrenagens com geometrias hiperbolóidicas possibilitam a transmissão entre eixos reversos. Permitem altas relações de transmissão, assim como possuem grande capacidade de carga. São extensivamente aplicadas em eixos de carros, caminhões e tratores. Um outro tipo de sistema de transmissão por engrenagens é o tipo de engrenamento sem-fim, que realiza a transmissão de movimento e potência quando se tem eixos reversos e normalmente perpendiculares entre si.

Com base nos sistemas de engrenamento sem-fim, avalie a sentença a seguir preenchendo suas lacunas:

Nos sistemas de engrenamento sem-fim, o elemento sem-fim tem a aparência de um _________ e a _________ apresenta o formato de uma _________ de dentes helicoidais.

A seguir assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
Escolha uma:

2) As transmissões realizadas por engrenagens do tipo coroa e sem-fim são normalmente aplicadas em situações que utilizam eixos reversos para relações, por estágio de transmissão de até 1:100 e apresentam rendimentos que variam de 97 a 45%.

Em relação as transmissões por coroa e sem fim, avalie as seguintes afirmações:

I. O ângulo de hélice no parafuso é, em geral, muito pequeno.
II. O ângulo de hélice é bastante grande na coroa.
III. Na análise dos passos, na coroa se tem o passo circular, enquanto o parafuso apresenta passo axial.

É correto o que se afirma em:
Escolha uma:

3) Na transmissão por coroa e sem-fim, quando o sem-fim é fixo entre mancais de encosto, a coroa deve girar simetricamente de modo a propiciar rotação sem movimento de avanço linear no sem-fim, assim resultando na transmissão de movimento entre eixos perpendiculares entre si.

Pelo fato da transmissão entre o parafuso e a coroa apresentarem movimento relativo entre seus dentes, o que gera movimento de deslizamento, para avaliar o desempenho deste tipo de engrenagem deve-se levar em conta
Escolha uma:

ELEMENTOS DE MÁQUINAS II U2 - SEÇÃO 3 U2 S3 - ATIVIDADE DE APRENDIZAGEM
1) Um sistema de engrenagem sem fim é definido para apresentar potência de saída na ordem de 4 hp junto com uma potência de atrito de 0,5 hp obtida em relação a velocidade de deslizamento e a força de atrito.

Considerando que a eficiência de engrenamento é definida pela razão da potência de saída sem atrito em relação a potência de saída somada a potência de atrito, a eficiência do engrenamento apresentado é de
Escolha uma:

2) O dimensionamento do sistema de engrenagens sem fim é largamente realizado seguindo o roteiro de cálculo proposto pela AGMA e pelo uso da equação de carga de desgaste de Buckingham.

No projeto de par de engrenagens composta por coroa e sem fim, uma etapa consiste em definir o ângulo de hélice na coroa e o ângulo de avanço do parafuso, sendo que podem ser iguais caso o ângulo entre eixos for igual a
Escolha uma:

3) Os sistemas de engrenagens sem fim, em comparação com outros tipos de sistemas de engrenagens, apresentam eficiência mecânica baixa e, por isto, a determinação da força transmitida pela coroa (WGt ) é relacionada com o conceito de potência de saída (H0) através da equação Wgt= 33000nd H0 Ka/VGe, onde nd é o fator de projeto, ka é o fator de aplicação, VG ­é a velocidade tangencial da coroa, e é a eficiência.

Para um conjunto de engrenagens sem fim que apresenta eficiência de 0,8; coeficiente de atrito de 0,18; fator de projeto igual a 1; transmite ao eixo de saída potência equivalente a 4 hp, fator de aplicação de 1,5 e velocidade tangencial na coroa de 120 ft/min, assinale a alternativa correta com o valor da componente tangencial da força na coroa.
Escolha uma: