Calcular a dimensão da chaveta para uma polia ( 20 mm largura) num eixo com diâmetro 20 mm , que transmite um torque de
. Considerar Aço ABNT
e
. Verificar tensão de esmagamento.
a) Tensão de escoamento por cisalhamento:
b) Tensão admissível:
c) Força cisalhante que atua na chaveta:
F = T / distância
d) Área cisalhante:
A = F / \tau adm
b.
b
e) Tensão de esmagamento:
como
. Então, a chaveta deve ser redimensionada.
f) Redimensionamento pela tensão de esmagamento:
a) Tensão de escoamento por cisalhamento:
b) Tensão admissível:
c) Força cisalhante que atua na chaveta:
d) Área cisalhante:
b.
b
e) Tensão de esmagamento:
como
f) Redimensionamento pela tensão de esmagamento:
Passo 1
Resumindo o enunciado: queremos dimensionar a chaveta de uma polia que tem largura
,mm, montada num eixo de diâmetro
,mm, transmitindo um torque
,
. O material é aço ABNT 1020 LQ com tensão de escoamento
,MPa e fator de segurança
. As dimensões da chaveta obedecem
e
. Além de verificar o cisalhamento, precisamos conferir a tensão de esmagamento e, se necessário, redimensionar.
Passo 2
Calcular a tensão admissível ao cisalhamento. Primeiro obtemos a tensão de escoamento ao cisalhamento
e daí a tensão admissível com
Passo 3
Determinar a força de cisalhamento que a chaveta deve transmitir. Como a força age na periferia do eixo,
Passo 4
Dimensionar a largura
pela condição de cisalhamento. A área de cisalhamento é
e deve satisfazer
adotamos
,mm. E como
, temos provisoriamente
,mm.
Passo 5
Verificar a tensão de esmagamento. A espessura útil que suporta compressão é
A área de contato é
,mm
, logo
A tensão admissível à compressão é
,MPa. Como
essa chaveta de
,mm não atende e precisa ser redimensionada.
Passo 6
Redimensionar pela condição de esmagamento, impondo
Arredondando para um valor comercial, adotamos
,mm. Então
,mm.
Resposta
b = h
mm
mm