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 (
) e um
máximo, correspondente à rotação onde o torque é máximo (
). 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
para torção -
- dado pela equação da figura. O raio de concordância dos dentes do acoplamento estriado é
. O diâmetro da extremidade do eixo primário é
. 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
; a temperatura de operação é de
; não há outros efeitos; o eixo é usinado. O material do eixo é aço ABNT 4130 TR a
, com
e
.
máximo, correspondente à rotação onde o torque é máximo (
Passo 1
O enunciado pede o fator de segurança à fadiga de um eixo submetido a torques variável (entre
e
), usando o critério de Goodman em torção para vida infinita. Para aplicar Goodman, precisamos do esforço médio em torção
, do esforço alternante
, dos limites de resistência ao escoamento/fadiga em torção corrigidos (
) e do limite último em torção (
). Além disso, há um fator de concentração de tensões para torção
que é dado pela equação que estava na figura referida no enunciado.
Como essa equação para
não foi fornecida, não é possível determinar o valor de
, nem prosseguir para calcular o esforço efetivo alternante corrigido (
) 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
.