Parafusos, Notas de estudo de Engenharia Mecânica

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Disciplina Elementos de Máquinas

Tema II. Elementos de fixação e

Tema II. Elementos de fixação e

união.

união.

Aula Prática No. 1 Cálculo das uniões parafusadas.

Ângulo do perfil da rosca: a = 60º.

Diâmetro menor do parafuso (  do núcleo): d1 = d - 1,2268P.

Diâmetro efetivo do parafuso (  médio): d2 = D2 = d - 0,6495P.

Altura do filete do parafuso he = (d – d1)/

Folga entre a raiz do filete da porca e a crista do filete do parafuso: f = 0,045P.

Raio de arredondamento de raiz do filete do parafuso rre=0,14434P

Diâmetro maior da porca: D = d + 2f

Diâmetro menor da porca (furo): D1 = d - 1,0825P

Altura do filete do porca hi = (D – D1)/

Raio de arredondamento de raiz do filete do porca rri=0,14434P

Uniões parafusadas. Elementos principais

EXEMPLO

Na figura se mostra a união da tampa de um recipiente que se empregará

para armazenar um fluido pouco viscoso e tóxico. Desejam-se utilizar

parafusos M10.

Determine:

a) Quantidade de parafusos necessários.

b) Classe dos parafusos.

Outros Dados:

0 p  1. 5 MPa

Flange

Solução:

a) Quantidade de parafusos necessários.

 a  d

D

Z

3. 5 7







D  210 mm

d  10 mm

 

 

a

a

Z  



 Z = 10 - 19

Múltiplos de 4 ou 6  Z = 12, 16 e 18

Seleciona-se Z =16 (Fluido tóxico)

D

1

=150mm

P 2. 5  1657  4142 N

0

 

 



 





2

1

0

5. 2

d

P

d 8. 918 mm

1



MPa

Y

344 , 8

0 , 25

86 , 2

  

 

 

t Y

MPa 

2

Seleciona-se a Classe 5,8 Onde

MPa

Y

  400

1- Determina-se a carga externa P que atua sobre o parafuso mais carregado.

Kgf

Pa

P 102 , 6

2- Determina-se o valor da pretensão residual.

P

V



,

 = 1,2  Recomendações.

Kgf

V

,

3- Determina-se a carga total que atua sobre o parafuso mais carregado.

P Kgf

P V o

,

4- Determina-se o diâmetro:

π[σ

5.2P

d 1

  MPa

Y

P

o

= 2257,2 N

 

 

7 , 48 mm

π 66,

5.2 2257,

d

1







Prob No. 2

Na figura se mostra um dos suportes de uma árvore do transportador de

carga de um armazém. O suporte se fixa à base mediante três parafusos

M10x1.25 que se alojam com folga. Determine a classe dos parafusos se:

0 ≤ P ≤ 3000 N

Considere:

**- Coeficiente de segurança n = 2,

• Coeficiente de aderência**  = 1,

Coeficiente de atrito aço – aço f = 0,15.

d

1

= 8,647 mm

Solução:

Redução das cargas externas em sistemas forças-pares aplicadas no centro

geométrico da união, para cada plano de referência:

Posição do centro geométrico no eixo Y:









i

i i

A

A Y

Y

Define-se como referência a posição dos parafusos 1 e 3 (Plano X-Y): 20 mm

3 A

60 A

Y

 



1.- Cálculo de resistência.

 

y y

y

t t

d n

P

 







 0. 35

2

1

0

P V  P

/

0

i f

Q

V

R









/

Pré-carga residual

i =1 (pares de superfícies das peças em contato)

f = 0.15 (coeficiente de atrito)

Z Z pz Z mx Z my

P  P ( P ) (P ) (P )

Análise por plano:

Plano X-Z

3

3000

N Paratodos

Z

P

P

z

Pz

  

i i

y K

My

X Z

M X

P

2

1

X  X  mm Z 

K I

X 50 mm Z 1

II II

X 20 mm Z 1

III III

  2580 N

20 50 80

3 10 ( 80 )

P

2 2 2

5

MY

1



 





 P  1613 N

MY

  P  645 N

MY

3

3000

N Paratodos

z

p

Q

x

px

X

  

Plano X-Y





i i

Z K

MZ

r Z

M r

Q

2

r 30 20 36 mm Z 2

I

2 2

I

r 40 mm Z 1

2 II

  

 

 

 

373 N

Q

2

2

4

MZ

1 , 3

414 N

Q

2 2

4

MZ

2

Plano X-Y