Universidade estadual de campinas
faculdade de engenharia MECÂNICA
Elementos de Máquinas I
Apostila para o curso
2o Semestre de 2001
Autor:
Prof. Dr. Auteliano Antunes dos Santos Júnior
Departamento de Projeto Mecânico - FEM -
UNICAMP
Resumo:
Prepare-se para as provas
Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Guias e Dicas
Prepare-se para as provas
Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Encontrar documentos
Prepare-se para as provas com trabalhos de outros alunos como você, aqui na Docsity
Encontra documentos específicos para os exames da tua universidade
Encontra documentos específicos para os exames da tua universidade
Videoaulas
Prepare-se com as videoaulas e exercícios resolvidos criados a partir da grade da sua Universidade
Quiz
Responda perguntas de provas passadas e avalie sua preparação.
Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
elementos de maquina
Tipologia: Notas de estudo
Antes de 2010
1 / 66
Esta página não é visível na pré-visualização
Não perca as partes importantes!
Documentos relacionados
Pré-visualização parcial do texto
Baixe Elementos de maquinas e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Mecânica, somente na Docsity!
Universidade estadual de campinas faculdade de engenharia MECÂNICA
Elementos de Máquinas I Apostila para o curso 2o^ Semestre de 2001
Autor: Prof. Dr. Auteliano Antunes dos Santos Júnior Departamento de Projeto Mecânico - FEM - UNICAMP
Resumo:
Essa apostila abrange os principais temas abordados na Disciplina EM 718 - Elementos de Máquinas I, que são: Introdução ao Projeto Mecânico, Conceito sobre Tensão e Deformação, Critérios de Falha por Carregamento Estático, Fadiga, Impacto, Contato, Parafusos, Uniões Soldadas, Molas, Eixos, Acoplamentos, Chavetas, mancais de rolamento e mancais de deslizamento.
que atua na solução de problemas de saúde ou um físico que busca as bases do comportamento do universo, o engenheiro se diferencia porque seu trabalho consiste na construção de artefatos ou na análise e na otimização destes. Assim, o projeto e a construção desses artefatos, bem como o trabalho com os artefatos construídos, representam a melhor expressão do trabalho do engenheiro.
Para o exercício da Engenharia, o profissional necessita de conhecimento, materiais, experiência e uma boa dose de senso crítico, expressa em decisões que revelem seu bom senso. Este texto é basicamente sobre o conhecimento necessário para exercer a profissão. Os materiais e sua disponibilidade são tão importantes que fazem parte de outras disciplinas. A experiência, o
profissional só a terá com a prática, que será incentivada pelos seus mestres. Por melhores que sejam os mestres, no entanto, sempre será difícil transmitir bom senso. Palavras ajudarão na formação do carater e esse terá muita influência no bom senso do engenheiro. Todavia, a imensa gama de variáveis que influi na formação pessoal do profissional impede que engenheiros que aprenderam da mesma forma, as mesmas coisas, com os mesmos mestres, exerçam a profissão com a mesma sabedoria. Caberá ao profissional suprir suas próprias dificuldades em conter os arroubos naturais de quem tem muito conhecimento a aplicar, sem influenciar negativamente em sua capacidade criativa. Adquirir essa sabedoria é tarefa difícil, mas recompensadora.
tensão e deformação, as propriedades dos materiais de engenharia, os critérios de falha estática, a falha por fadiga, as falhas de impacto e de superfície. A seguir, são apresentadas as aplicações desses conceitos ao projeto e especificação dos elementos de uma máquina. Os elementos que serão estudados servem de base para a extensão dos mesmos conceitos a outros elementos. Ênfase será dada na abordagem aos seguintes elementos: eixos, chavetas, acomplamentos elásticos, molas helicoidais e planas, parafusos de movimento ou potência, junções aparafusadas, junções soldadas, mancais de rolamento e mancais de deslizamento.
1.1.. O Projeto Mecânico
O projeto mecânico surge de uma necessidade. Suprí- la, resolver o problema utilizando algum tipo de artefato, é tarefa do engenheiro. A necessidade nem sempre é evidente. Muitas vezes, esconde-se atrás do próprio palavreado ou da forma utilizada para expressá- la. Como exemplo, a necessidade não é construir uma ponte ou viaduto, o que inviabilizaria uma série de soluções para o mesmo problema; a necessidade é transportar produtos ou pessoas além do obstáculo natural, seja ele um rio ou um vale. A necessidade não é construir uma ponte rolante; talvez seja levantar a carga até uma determinada altura, ou mesmo transportá-la entre dois pontos de um mesmo prédio sem que cause transtornos durante sua movimentação. Saber definir a necessidade claramente permite que o projeto realmente
Também pode haver a necessidade de que algum componente seja trocado ou removido para manutenção, impedindo que este seja fixado com solda ou por prensagem, na maioria dos casos. Limitações ambientais podem excluir motores a combustão como fonte de potência; baixas velocidades podem impedir a utilização de mancais hidrodinâmicos; velocidades características podem definir os tipos de amortecedores, etc… A tarefa de definir o problema com todas as suas limitações é tão importante quanto a definição da necessidade e, na grande maioria das vezes, mais importante que o modelo utilizado para o cálculo de esforços e solicitações. Custo é uma limitação importante a ser definida nessa etapa. Ao engenheiro de bom senso cabe definir o problema de forma que não haja qualquer
surpresa durante as demais fases do projeto, com a inevitável constatação que leva a frase: "mas,… isso não poderia ter sido feito", nem que isso limite a criatividade nas propostas de solução para o problema, ou seja, sem criar limitações que o tornem impossível de ser resolvido.
A terceira fase é a da síntese. Essa fase é a que todos associamos com Engenharia. É o momento de pensar nas soluções, tendo em mente a necessidade real e a definição do problema. Via de regra, diversas soluções são propostas nessa fase. Uma pré-seleção define as aparentemente viáveis e estas são detalhadas através de cálculos, esboços e desenhos completos. Muitas vezes, uma solução pré-selecionada não passa pelo crivo dos projetistas, que são os profissionais que normalmente
o processo de fabricação, o custo de manutenção e todas as demais características necessárias para a correta avaliação do produto na fase seguinte. A análise poderá mostrar que algumas das propostas pré-selecionadas deverão ser descartadas ou modificadas significativamente, para que possam concorrer com as demais na etapa seguinte, a da avaliação.
O passo da avaliação define a solução a ser implementada. Como critérios para a avaliação estão: o atendimento à necessidade e às limitações definidas anteriormente e todos os demais fatores limitantes eventualmente levantados durante a sintese. Nessa fase, poderão ser utilizados parâmetros de comparação ainda não avaliados, como o consumo de potência, o número de profissionais necessário para operar a máquina, a
possibilidade de empacotamento e transporte do produto, e outros. O projeto que sair dessa fase será o projeto a ser defendido diante das instancias decisórias superiores. A argumentação que deverá embasar a proposta poderá levar o engenheiro ao reconhecimento por parte do setor onde trabalha, permitindo iniciar ou continuar uma carreria de sucesso, mas poderá levá-lo também ao descrédito e até a perda de seu posto. Pode ser conveniente retornar ao início ou a qualquer um dos passos do projeto, para evitar dificuldades a partir dessa fase. Obviamente, além da qualidade de seu projeto, a forma de apresentá-lo influenciará decisivamente na aceitação do mesmo.
Apresentar um projeto parece tarefa menos nobre para um engenheiro. No entanto, isto também faz parte de
discernir entre projetos comercialmente viáveis ou não. Um grande projeto com uma péssima apresentação tem menores chances de ser aceito que um projeto apenas razoável com uma grande apresentação.
A figura 1.1 apresenta o fluxograma simplificado do projeto, conforme proposto por Shigley (1986). Nela estão apresentadas as fases descritas anteriormente. Pode-se notar que pode haver a necessidade de retornar a qualquer uma das fases anteriores, de qualquer ponto do projeto. Quanto mais criterioso o engenheiro for em determinada fase do projeto, menor será a possibilidade de ter que retornar a ela a partir das fases seguintes. Isso implica em menor tempo de projeto e, muitas vezes, em melhores projetos.
Necessidade
Percepção, decisão de agir Definição do Problema Especificações, limitações, carac. Síntese Qual a solução? Análise e Otimização É adequada? É a melhor?
Avaliação Testes, mercado,...
Apresentação Oral, escrita, gráfica,... Figura 1.1. Fluxograma Simplificado de um Projeto Mecânico (Shigley, 1986).
Conceitos Básicos
2.1.. Introdução 2.2.. Trabalho e Energia 2.3.. Equilíbrio e Movimento 2.4.. Conceito de Fluxo de Força 2.5.. (^) Materiais de Construção Mecânica e suas Propriedades 2.6.. Análise de Carregamentos
2.6...1...Carga Axial
2.6...2...Flexão
2.6...3...Torção
2.6...4...Cisalhamento devido a Força Cortante
2.7.. Tensões e Direções Principais - O Círculo de Mohr 2.8.. (^) Conceito sobre Fator de Segurança 2.9.. Confiabilidade Aplicada a