Considere as seguintes situações para um projeto de um eixo: O eixo deverá ter seu comprimento compreendido entre 400 a 450 mm ; No eixo deverá ser acoplado uma engrenagem (diâmetro externo de 200 mm ) utilizando-se de uma chaveta para fixação no eixo; A engrenagem será acoplada no centro do eixo e deverá apresentar uma rotação variando de 750 a 1800 RPM, proveniente de um motor elétrico:
Elabore um projeto viável para o eixo a ser aplicado, com determinação: o diâmetro do eixo viável para a aplicação; a deflexão
máxima obtida no eixo; as velocidades críticas no elemento. Determinar no projeto: material; apoios (mancais); processo de fabricação; tolerâncias dimensionais e/ou geométricas; tratamento térmico (caso tenha); dentre outras especificações.

Passo 1

O enunciado pede o projeto de um eixo com comprimento entre 400 mm e 450 mm, suportando uma engrenagem de diâmetro externo de 200 mm no ponto médio, presa por chaveta, e girando entre 750 RPM e 1800 RPM. Devemos determinar o diâmetro do eixo, a máxima deflexão, as velocidades críticas, além de escolher material, mancais, processo de fabricação, tolerâncias e eventual tratamento térmico.

Passo 2

Para dimensionar o diâmetro do eixo (e daí calcular deflexão e velocidades críticas) é essencial conhecer a carga torsional (torque ou potência transmitida) e eventuais cargas radiais ou de reação atuando no dente da engrenagem. Sem o valor do torque T (ou da potência P no intervalo de rotação) não há como:
  1. Calcular tensão de cisalhamento por torção e definir d por resistência.
  2. Avaliar deflexão do eixo submetido a torção e/ou flexão.
  3. Determinar velocidades críticas de flexão (dependentes de d e inércia de massa distribuída).

Passo 3

Como não foi fornecido o torque ou a potência do motor nem a carga radial na engrenagem, o projeto não pode ser concluído numericamente. Para prosseguir, é imprescindível obter pelo menos um desses dados:
T \quad\text{ou}\quad P \quad\longrightarrow\quad T = \frac{9550\,P}{n}
aplicável no intervalo de n=750 a 1800,RPM.

Resposta

Dados insuficientes para dimensionar o eixo: falta informar a carga (torque ou potência) e/ou as reações radiais na engrenagem.

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