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Lista -1 engrenagens, Exercícios de Engenharia Mecânica

Lista de elementos mecânicos 2 com resposta

Tipologia: Exercícios

2021

Compartilhado em 20/06/2021

nivaldo-dos-reis-junior
nivaldo-dos-reis-junior 🇧🇷

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Lista de exercícios
1) Um pinhão de 22 dentes retos tem m = 6,5 mm, gira a 1200 rpm e aciona uma coroa
de dentes externos que gira a 660 rpm. Determine o número de dentes da coroa e a
distância entre eixos.
2) Um pinhão de 54 dentes gira a 20 rpm e está acoplado a uma cremalheira com módulo
de 4 mm. Calcule a velocidade de translação da cremalheira.
3) Um pinhão de dentes retos com N1 = 18 conduz uma coroa com 45 dentes externos.
As engrenagens têm módulo de 3 mm e ângulo de pressão de 20°. Calcule os diâmetros
primitivos, raios de base, adendo, dedendo, espessura do dente e razão de contato.
4) Um pinhão com 24 dentes retos conduz uma coroa de 56 dentes externos com módulo
de 3 mm e ângulo de pressão de 20°. Encontre os raios de adendo e verifique se ocorre
interferência.
5) Um pinhão de 15 dentes está acoplado em uma engrenagem de dentes internos com 45
dentes, módulo de 10 mm e ângulo de pressão de 20°.
a) Calcule a razão de contato.
b) O conjunto foi montado erroneamente, com uma distância entre centros reduzida em 5
mm. Para esse caso, encontre os novos diâmetros primitivos, módulo e ângulo de pressão.
6) Um pinhão cônico de dentes retos possui 16 dentes e conduz uma coroa com 24 dentes.
O módulo é 5,08 mm e o ângulo entre eixos de 45°. Encontre os ângulos primitivos e os
diâmetros primitivos.
7) Duas engrenagens cônicas de dentes externos com módulo de 4,2 mm possuem 21 e
28 dentes e possuem ângulo entre eixos de 90°. Calcule os ângulos primitivos, adendos
do pinhão e coroa e maior largura dos dentes.
8) Um par de engrenagens cilíndricas helicoidais de dentes externos de eixos paralelos
consiste em um pinhão de 18 dentes acionando uma coroa de 32 dentes. O pinhão possui
um ângulo de hélice de 25°, ângulo de pressão normal de 20° e módulo normal de 3 mm.
Encontre o passo normal, passo circular, módulo, ângulo de pressão, diâmetros primitivos
e largura do dente.
9) Duas engrenagens de dentes externos retos com razão de velocidade angular de 3,5 e
distância entre centros de 168,75 mm devem ser trocadas por engrenagens helicoidais
mantendo a mesma razão de velocidades e distância. Sabendo que o número mínimo de
dentes deve ser 25 e que o ângulo de hélice deve ser o menor possível, encontre o número
de dentes das engrenagens helicoidais. As engrenagens serão feitas por uma fresa com
módulo de 2,5 mm.
10) Duas engrenagens de dentes externos retos de 32 e 64 dentes e módulo de 1,5 mm
devem ser trocadas por engrenagens helicoidais. A distância entre centros e razão de
velocidades não deve mudar. Devido a limitações de espaço, a largura da engrenagem
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Lista de exercícios

  1. Um pinhão de 22 dentes retos tem m = 6,5 mm, gira a 1200 rpm e aciona uma coroa de dentes externos que gira a 660 rpm. Determine o número de dentes da coroa e a distância entre eixos.

  2. Um pinhão de 54 dentes gira a 20 rpm e está acoplado a uma cremalheira com módulo de 4 mm. Calcule a velocidade de translação da cremalheira.

  3. Um pinhão de dentes retos com N 1 = 18 conduz uma coroa com 45 dentes externos. As engrenagens têm módulo de 3 mm e ângulo de pressão de 20°. Calcule os diâmetros primitivos, raios de base, adendo, dedendo, espessura do dente e razão de contato.

  4. Um pinhão com 24 dentes retos conduz uma coroa de 56 dentes externos com módulo de 3 mm e ângulo de pressão de 20°. Encontre os raios de adendo e verifique se ocorre interferência.

  5. Um pinhão de 15 dentes está acoplado em uma engrenagem de dentes internos com 45 dentes, módulo de 10 mm e ângulo de pressão de 20°. a) Calcule a razão de contato. b) O conjunto foi montado erroneamente, com uma distância entre centros reduzida em 5 mm. Para esse caso, encontre os novos diâmetros primitivos, módulo e ângulo de pressão.

  6. Um pinhão cônico de dentes retos possui 16 dentes e conduz uma coroa com 24 dentes. O módulo é 5,08 mm e o ângulo entre eixos de 45°. Encontre os ângulos primitivos e os diâmetros primitivos.

  7. Duas engrenagens cônicas de dentes externos com módulo de 4,2 mm possuem 21 e 28 dentes e possuem ângulo entre eixos de 90°. Calcule os ângulos primitivos, adendos do pinhão e coroa e maior largura dos dentes.

  8. Um par de engrenagens cilíndricas helicoidais de dentes externos de eixos paralelos consiste em um pinhão de 18 dentes acionando uma coroa de 32 dentes. O pinhão possui um ângulo de hélice de 25°, ângulo de pressão normal de 20° e módulo normal de 3 mm. Encontre o passo normal, passo circular, módulo, ângulo de pressão, diâmetros primitivos e largura do dente.

  9. Duas engrenagens de dentes externos retos com razão de velocidade angular de 3,5 e distância entre centros de 168,75 mm devem ser trocadas por engrenagens helicoidais mantendo a mesma razão de velocidades e distância. Sabendo que o número mínimo de dentes deve ser 25 e que o ângulo de hélice deve ser o menor possível, encontre o número de dentes das engrenagens helicoidais. As engrenagens serão feitas por uma fresa com módulo de 2,5 mm.

  10. Duas engrenagens de dentes externos retos de 32 e 64 dentes e módulo de 1,5 mm devem ser trocadas por engrenagens helicoidais. A distância entre centros e razão de velocidades não deve mudar. Devido a limitações de espaço, a largura da engrenagem

não deve ficar maior que 11,0 mm. Sabendo que a mesma ferramenta que fez as engrenagens retas será utilizada para a confecção das novas engrenagens, encontre os números de dentes das engrenagens helicoidais.

  1. Os números de dentes das engrenagens da figura abaixo são N 1 = 14, N 2 = 54, N 3 = 16 e N 4 = 36. Sabendo que a velocidade da engrenagem 1 é de 900 rpm, encontre a velocidade de saída do trem de engrenagens, sua direção e o valor do trem.

  2. O engate da figura abaixo pode ser travado ou destravado a partir do batente 6. Quando ele está travado, isso resulta em um trem de engrenagens planetárias; quando está destravado, resulta em um trem comum, pois o braço fica estacionário. Se a engrenagem 2 gira na direção mostrada a 300 rpm, determine: a) A velocidade e sentido da engrenagem 4 quando o batente está destravado. b) A velocidade e sentido do braço 5 quando o mecanismo está travado.

  1. A figura abaixo à esquerda mostra um par de engrenagens de dentes retos com módulo com valor igual a 5 mm com um pinhão de 18 dentes e ângulo de pressão de 20° que conduz uma coroa com 45 dentes. A potência transmitida é 24 kW a 1800 rpm. Encontre a força resultante nos mancais A e B.

  2. A figura acima à direita mostra um trem com quatro engrenagens helicoidais com eixos no mesmo plano. As engrenagens possuem ângulo de pressão normal de 20°, ângulo de hélice de 30° e módulo de 3,5 mm. Os números de dentes das engrenagens, respectivamente, são 20, 54, 14 e 60. Se a força resultante nos dentes da engrenagem 3 é igual a 2,5 kN, encontre todas as forças exercidas na engrenagem 5.

  3. Um par de engrenagens de dentes externos retos possuem módulo de 3 mm, largura de dente de 38 mm e ângulo de pressão de 20°. O número de dentes é 36 para o pinhão e 72 para a coroa. O pinhão transmite 10 kW de potência e gira a 500 rpm. Calcule a tensão de Lewis nos dentes das engrenagens.

  4. Sabendo que a engrenagem 2 da questão 18 gira a 2300 rpm, calcule a tensão efetiva da engrenagem 5, sendo que ela possui largura de 10 mm, com impactos uniformes na entrada e saída e possui fabricação e montagem de melhor precisão possível.

  5. Um par de engrenagens de dentes externos retos possuem ângulo de pressão de 20° e módulo de 6,2 mm. Tanto o pinhão e a coroa são fabricados de aço com Su = 900 MPa e ambos possuem largura de face de 30 mm, com uma montagem de alta precisão. Os dentes foram cortados por uma fresa de desbaste. O pinhão possui 20 dentes e gira a 1100 rpm, estando conectado a um motor elétrico de carga uniforme, e conduz uma coroa de 60 dentes que aciona um soprador com sobrecarga de impacto moderado. Utilizando uma confiabilidade de 99%, estime a potência transmitida pelo conjunto para que possua vida infinita para flexão.

  6. Calcule a tensão de contato nas engrenagens da questão 17 sabendo que o pinhão é de aço e a coroa é de ferro fundido classe 40. Elas possuem largura de 50 mm, com impacto leve na entrada e uniforme na saída, as montagens são precisas e foram feitas com alta precisão e aplainadas.

  1. Se o pinhão da questão 17 gira a 1800 rpm, estime o tempo de vida útil do conjunto com confiabilidade de 99% considerando somente a fadiga superficial. A resistência do pinhão é Su = 900 MPa.

  2. O projeto de um acionador de um motor de avião constituído por um par de engrenagens helicoidais de dentes externos deve possuir um pinhão de 25 dentes acionado por um motor de sobrecarga uniforme que gira a 1500 rpm e uma coroa de 50 dentes que move uma carga de impacto uniforme. A transmissão de potência será de 50 kW. O projeto prevê uma montagem muito precisa e as engrenagens serão feitas por métodos de mais alta precisão, passando por um processo de polimento espelhado. As engrenagens são de aço e devem possuir módulo de 5,0 mm, ângulo de pressão normal de 20°, ângulo de hélice de 25° e Su = 1,0 GPa. Considerando uma confiabilidade de 99,9%, calcule a largura mínima que as engrenagens devem ter para não falharem por fadiga para flexão e possuírem vida mínima de 100 milhões de ciclos para fadiga superficial.

  1. σH = 610,1 MPa

  2. t ≈ 23,1 horas

  3. b = 42,0 mm