Atividade da Etapa 1

Agora que você estudou os principais conceitos de torneamento e fresagem, é hora de demonstrar seu conhecimento! Uma furadeira de bancada é equipada com um sistema de polias escalonadas para a regulagem da rotação do mandril (eixo-árvore), conforme a figura a seguir:

Figura 1: Sistema de transmissão de uma furadeira de bancada

O motor elétrico da furadeira opera com uma rotação constante de 1750 RPM. Com os dados apresentados, calcule as possíveis rotações que essa furadeira pode ter e complete a tabela a seguir (Não se esqueça de apresentar os cálculos de forma clara e organizada).

Etapa 2 – Engrenagens e Redutores de Velocidade

Engrenagens são peças com dentes que se encaixam para passar movimento e força de um eixo para outro. Elas são muito importantes na engenharia porque conseguem mudar a velocidade e a força de forma exata. Por exemplo, em vez de um sistema que pode escorregar (como polias e correias), as engrenagens garantem que a velocidade seja sempre a mesma, o que é essencial em máquinas que precisam de muita precisão. Por isso, você as encontra em quase todo lugar: desde relógios pequenos até grandes máquinas de fábricas e carros.

Um tipo muito importante de sistema com engrenagens são os redutores de velocidade. Um redutor é como uma "caixa de câmbio" com engrenagens que serve para diminuir a velocidade de giro de um motor. Ao diminuir a velocidade, ele faz com que a força (torque) no eixo de saída aumente. Isso é fundamental na indústria, porque muitas vezes o motor gira muito rápido, mas a máquina que ele precisa mover exige menos velocidade e muito mais força.

Você encontra redutores de velocidade em muitos lugares, como em esteiras que transportam materiais, em misturadores de produtos, em máquinas que fazem peças e em guinchos que levantam cargas pesadas. Para projetar um bom redutor, é preciso escolher o tipo certo de engrenagem (com dentes retos, helicoidais, ou outros), calcular a relação entre as velocidades que se quer alcançar e ter certeza de que as engrenagens são fortes o suficiente para aguentar o trabalho. A escolha e o cálculo corretos do redutor são muito importantes para que a máquina funcione bem, dure mais e seja mais eficiente.

Atividade da Etapa 2

Uma máquina industrial necessita de uma rotação específica em seu eixo de trabalho, que é muito menor do que a rotação do motor elétrico disponível. Para isso, é utilizado um redutor de velocidade composto por duas etapas de engrenagens cilíndricas helicoidais, que garantem um funcionamento suave e eficiente.

O motor elétrico de entrada do sistema opera a uma rotação de 1740 RPM.

Dados do Redutor de Velocidade:

1ª Etapa de Redução:

– Engrenagem Motora (pinhão inicial): possui 20 dentes.

– Engrenagem Movida (coroa intermediária): possui 80 dentes.

2ª Etapa de Redução:

– Engrenagem Motora (pinhão intermediário): possui 25 dentes. (Esta engrenagem está montada no mesmo eixo da coroa intermediária da 1ª etapa).

– Engrenagem Movida (coroa final): possui 100 dentes. (Esta é a engrenagem que aciona o eixo de saída da máquina).

Figura 2: Representação em corte do redutor de velocidade

a) Calcule a rotação (RPM) do eixo intermediário do redutor (o eixo onde estão as engrenagens de 80 e 25 dentes).

b) Calcule a rotação final (RPM) do eixo de saída do redutor (o eixo acionado pela engrenagem de 100 dentes).

c) Qual é a relação de transmissão total (velocidade do motor / velocidade final da saída) deste redutor?

Em todas as suas respostas, apresente os cálculos de forma clara e organizada.

Etapa 3 – Dimensionamento Geométrico de Engrenagens

O projeto de engrenagens vai muito além de simplesmente definir o número de dentes. Para que um par de engrenagens funcione de forma eficiente, silenciosa e com longa vida útil, é fundamental o cálculo preciso de seus parâmetros geométricos. Cada dimensão – desde o tamanho dos dentes até a distância entre os centros dos eixos – é interdependente e crucial para garantir o engrenamento correto e a distribuição uniforme das cargas. Erros no dimensionamento podem levar a ruído excessivo, desgaste prematuro, vibrações indesejáveis e, em casos mais graves, à falha catastrófica do sistema de transmissão.

Nesta etapa, focaremos em conceitos essenciais como o módulo, o diâmetro primitivo, o diâmetro externo, o diâmetro interno e o passo. O módulo é a base de toda a geometria do dente e padroniza o tamanho dos dentes, permitindo que engrenagens diferentes com o mesmo módulo possam se encaixar. O diâmetro primitivo é o círculo teórico onde ocorre o contato perfeito entre os dentes, e sua correta definição é vital para a relação de transmissão.

Compreender como esses parâmetros são interligados e como são calculados é uma habilidade indispensável para qualquer profissional da área mecânica. Este conhecimento permite não apenas projetar novos sistemas, mas também analisar e solucionar problemas em máquinas existentes, otimizando seu desempenho e prolongando sua vida

Faculdade: Unicesumar