Utilizando um valor de tensão de cisalhamento admissível igual a 50MPa, projete um eixo de seção transversal cheia, feito de aço, para transmitir 15 kW à frequência de 60 Hz. (Resposta: (a) 20,1 mm . (b)
.).
Passo 1
Beleza, vamos dimensionar um eixo maciço de aço que transmite 15 kW girando a 60 Hz, sabendo que a tensão de cisalhamento admissível é 50 MPa.
Conteúdo que vamos usar:
Conteúdo que vamos usar:
- Relação entre potência, torque e velocidade angular:
. - Velocidade angular para frequência
:
. - Tensão de cisalhamento em eixo circular maciço:
,
come . - (Opcional) Fator de segurança
: às vezes a gente divide a tensão admissível por para ficar mais seguro.
A partir do próximo passo, começamos a resolver de fato.
Passo 2
Calcular o torque transmissor
:
- Velocidade angular:
- Torque:
Passo 3
Relacionar tensão admissível e diâmetro:
Para um eixo circular maciço,
Para um eixo circular maciço,
Impondo
, temos
Passo 4
Caso a) usar um fator de segurança
(tensão efetiva
):
Passo 5
Caso b) sem fator de segurança (
):
Resposta
(a) 20,1 mm (com
)
(b) 15,94 mm (com )
(b) 15,94 mm (com