A caixa de câmbio Hewland LD5-200-5 foi empregada no Vauxhall Grand Prix 1992. Ao se utilizar esse veículo em competições, o torque no eixo primário varia entre um mínimo, correspondente ao torque na rotação máxima do motor ( 7500 rpm, 348 Nm ) e um
máximo, correspondente à rotação onde o torque é máximo ( 4000 rpm, 455 Nm ). Essa variação de torque ocorre a cada mudança de marcha. A conexão do eixo primário à embreagem do motor é efetuada através de um acoplamento estriado (na extremidade do eixo primário), que proporciona um o Kt para torção - Kt s - dado pela equação da figura. O raio de concordância dos dentes do acoplamento estriado é r=1 mm. O diâmetro da extremidade do eixo primário é d=32 mm. Para que esse eixo da caixa de câmbio opere em vida infinita, qual o coeficiente de segurança, segundo o critério de Goodman? A confiabilidade é de 99 %; a temperatura de operação é de 120^circ C; não há outros efeitos; o eixo é usinado. O material do eixo é aço ABNT 4130 TR a 425^circ C, com S máx =1280 MPaá e Se=1190 MPa.

Passo 1

O enunciado pede o fator de segurança à fadiga de um eixo submetido a torques variável (entre Tmin=348 Nm e Tmax=455 Nm), usando o critério de Goodman em torção para vida infinita. Para aplicar Goodman, precisamos do esforço médio em torção taum, do esforço alternante taua, dos limites de resistência ao escoamento/fadiga em torção corrigidos ( Se') e do limite último em torção ( Su'). Além disso, há um fator de concentração de tensões para torção Kts que é dado pela equação que estava na figura referida no enunciado.
Como essa equação para Kts não foi fornecida, não é possível determinar o valor de Kts, nem prosseguir para calcular o esforço efetivo alternante corrigido ( Kts,taua) e, consequentemente, não há como obter o fator de segurança de Goodman.

Resposta

Não é possível resolver o problema porque falta a equação que fornece o fator de concentração de tensões em torção Kts.

Exercícios relacionados