Exercício 1.12 - Um parafuso de potência padronizado
, rosca quadrada de 2 entradas, é utilizado para movimentar uma carga de 3000 lbf à velocidade de 12 ft/min. Na rosca o coeficiente de atrito é estimado em 0,12 e no colar em 0,15 . O diâmetro médio do colar é de
. Determine a tensão equivalente de Mises e a tensão de flexão atuante nos filetes da rosca. Supor que o dispositivo de contato do parafuso (similar a uma porca) tenha uma altura “h” de 18 mm .
Passo 1
O enunciado descreve um parafuso de potência com diâmetro nominal
(rosca quadrada de 2 entradas) que levanta uma carga
,lbf a
,ft/min, com coeficientes de atrito
e
, e diâmetro médio do colar
. Pede-se a tensão equivalente de Mises e a tensão de flexão nos filetes, sabendo-se que a altura ativa do contato (altura da “porca”) é
,mm. Para determinar as tensões nos filetes precisamos conhecer a geometria da rosca, em particular o passo
(ou o passo efetivo/leads).
Passo 2
Para calcular o torque transmitido à rosca (e ao colar) e a área de contato dos filetes, é imprescindível saber o passo da rosca (ou TPI – threads per inch – no caso de padrão americano). Sem essa informação não temos como:
- Determinar o torque devido à fricção na rosca
- Calcular o número de filetes engatados
e, daí, a área de seção transversal efetiva para a tensão - Encontrar a tensão de flexão e as tensões normais resultantes
Passo 3
Não há no enunciado nem tabela de roscas padrão nem indicação do passo
. Logo, faltam dados fundamentais para prosseguir com:
- Cálculo de
e , pois ambos dependem de - Cálculo da área de contato dos filetes, pois depende de quantos filetes estão sob carga
Resposta
Não é possível prosseguir com a resolução nem determinar a tensão de Mises ou a tensão de flexão nos filetes, pois o passo da rosca (ou TPI) não foi fornecido e é imprescindível para todos os cálculos solicitados.