Mquinas simples

Instituto Federal de Educao Cincias e Tecnologia IFCE Sobral

Eixo de Controle e Processos Industriais

Curso: Tcnlogo em mecatrnica

Disciplina: Mecnica Tcnica I

Prof. Jean Jefferson M. da Silva

Mquinas simples Mecnica Tcnica I

Mquina: Instrumentos criados pelo homem para facilitar sua ao sobre a natureza, em geralampliando sua fora. Uma mquina considerada simples quando constituda de uma spea.

Toda mquina simples possui 3 elementos bsicos:

1 - Fora potente ou potncia (P): Toda fora capaz de produzir ou acelerar omovimento. Produz trabalho motor;

2 - Fora resistente ou resistncia (R): toda fora capaz de se opor ao movimento.Produz trabalho resistente.

3 Fulcro: o ponto de apoio para realizao do movimento ou aplicao da fora

1 2

3

Vantagem Mecnica Mecnica Tcnica I

Vantagem mecnica: Definimos vantagem mecnica de uma ferramenta ou de uma mquinacomo a intensidade da fora resistente (FR) dividida pela intensidade da fora de ao (FA)

Porm no prtico utilizar dinammetros para medir as intensidades dessas foras. Por essarazo mais prtico definir a vantagem mecnica com base nas grandezas associadas estrutura da ferramenta ou da mquina.

Tomando como exemplo uma chave de roda na troca de um pneu e utilizando-se do conceitode torque, temos que o mdulo do torque produzido pela fora aplicada na extremidade dachave, em relao ao ponto 0 dado por:

=Fa.b

Vantagem Mecnica Mecnica Tcnica I

Para exercer o mesmo torque com uma fora (FR) aplicada diretamente na cabea doparafuso (ponto P), teramos:

=Fr.r

Como os torques aplicados pela ferramenta e pela mo foram admitidos como iguais, temos:

Finalmente temos:

Alavancas Mecnica Tcnica I

Conceito de alavanca: uma barra rgida, que pode ser reta ou curva, mvel em torno de umde seus pontos chamado fulcro ou ponto de apoio (A).

As alavancas pode ser de trs tipos: Interfixa, Inter-resistente e Interpotente.

Alavancas interfixas Mecnica Tcnica I

Alavancas interfixas: So aquelas que possuem o ponto de apoio (fulcro) entre a potncia e aresistncia.

Alavancas inter-resistentes Mecnica Tcnica I

Alavancas inter-resistentes: So aquelas que possuem a resistncia entre o ponto deaplicao da potncia e o ponto de apoio (fulcro).

Alavancas interpotentes Mecnica Tcnica I

Alavancas interfixas: So aquelas que possuem o ponto de aplicao da potncia entre oponto de aplicao da resistncia e o ponto de apoio (fulcro)

Vantagem mecnica - Alicate Mecnica Tcnica I

O alicate, assim como a tesoura, uma associao de duas alavancas. Quando dobramos oucortamos um pedao de fio com um alicate, a fora feita no cabo transferida e ampliada naextremidade contrria.

Para calcular a vantagem mecnica do alicate, calculemos o torque da fora feita com a mosobre o cabo e a fora que aparece ampliada na ponta da ferramenta em relao ao eixo derotao.

Ou seja, para o alicate tambm possvelcalcular a vantagem mecnica atravs

A vantagem mecnica indica o quanto foi ampliada a fora feita pela mo do operadorsobre o cabo do alicate

Vantagem mecnica Chave de fenda Mecnica Tcnica I

Quando usamos a chave de fenda para apertar um parafuso, a mo exerce no cabo duasforas paralelas e de sentidos opostos, simtricas ao eixo de rotao, constituindo um binrio.

Para calcular a vantagem mecnica da chave de fenda igualamos o torque produzido no caboao torque produzido na fenda. Sendo o brao r na fenda menor que o brao b no cabo, ocorre anecessidade de aplicao de fora potente reduzida em relao fora resistente.

Ou seja, para calcular a VM na chave defenda, temos:

A vantagem mecnica indica o quanto foi ampliada a fora feita pela mo do operadorsobre o cabo da chave de fenda.

Supondo que as foras aplicadas pela mo tenham a mesma intensidade, o torque produzidopor elas em relao ao eixo de rotao tem tambm a mesma intensidade.

2. Fp . b = 2 . Fr . r

Vantagem mecnica Exerccios exemplo Mecnica Tcnica I

O brao de resistncia de uma tesoura de bancada mede 0,20 m e o brao de potnciamede 1,60 m. Se um operador exerce uma fora muscular de 40 N para cortar uma chapade ao, determine o mdulo da fora resistente oferecida pela chapa:

Uma chave de fenda usada para apertar um parafuso. Determine a vantagemmecnica desta ferramenta, supondo que seu cabo tenha dimetro de 20 mm e sua pontade 4 mm.

Vantagem mecnica Exerccios exemplo Mecnica Tcnica I

Para o sarilho mostrado abaixo, dadas as informaes nas figuras, calcule a vantagemmecnica desta mquina.

Vantagem mecnica Exerccios exemplo Mecnica Tcnica I

Sabendo que FM a fora motriz e FR a fora resistente, calcule a vantagemmecnica da polia fixa abaixo.

Sabendo que FM a fora motriz e FR a fora resistente, calcule a vantagemmecnica da polia mvel abaixo.

Transmisso por polias e correias Mecnica Tcnica I

Na transmisso por polias e correias, para que o funcionamento sejaperfeito, necessrio obedecer alguns limites em relao ao dimetro daspolias e o numero de voltas pela unidade de tempo. Para estabelecer esseslimites precisamos estudar as relaes de transmisso.

A letra i usada para representar a relao de transmisso. Ela a relaoentre o nmero de voltas das polias (n) numa unidade de tempo e os seusdimetros.

Correia plana: i 6 Correia trapezoidal: i 10

Transmisso por polias e correias Mecnica Tcnica I

1. A figura abaixo mostra o sistema de transmisso para acionamento deuma esteira transportadora. Deseja-se que a rotao do tambor da esteiraseja de 300 rpm. Sabendo que o dimetro da polia II 300 mm e que arelao de transmisso i do sistema 4, calcule qual seria a rotaonecessria no motor de acionamento e o dimetro da polia I.

Transmisso por polias e correias Mecnica Tcnica I

2. O sistema de transmisso por polias mostrado abaixo apresenta doisestgios de transmisso. Sabendo que a polia motora inicial possui dimetrode 60 mm e est acoplada a um motor que gira a 1000 RPM e que a relaode transmisso i do segundo estgio igual a 4, calcule qual a rotao desada na ultima polia.

Transmisso - Engrenagens

Onde:np = nmero de rotaes por minuto (rpm) da engrenagem menor (pinho)nc = nmero de rotaes por minuto (rpm) da engrenagem maior (coroa)Zp = nmero de dentes do pinhoZc = nmero de dentes da coroadp = dimetro do pinhodc = dimetro da coroa

Dado um sistema de transmisso de um par de engrenagens, vlida aseguinte relao de transmisso:

Mecnica Tcnica I

Exerccio 3 - engrenagens

3. Considere as trs engrenagens acopladas simbolizadas na figura aseguir. A engrenagem A tem 50 dentes e gira no sentido horrio comvelocidade angular de 100 rpm. A engrenagem B tem 100 dentes e a C tem20 dentes.

a. Qual o sentido de rotao da engrenagem C?b. Qual a velocidade angular (rpm) da engrenagem B?c. Qual a velocidade angular (rpm) da engrenagem C?

Mecnica Tcnica I

Exerccio 4 - Engrenagens

4. O trem de engrenagens abaixo faz parte de um redutor de velocidades eest acoplado em sua entrada a um motor que gira a 800 rpm no sentidohorrio e seu eixo de sada est acoplado a um ventilador. Sabendo que onmero de dentes (z) das engrenagens A, B, C e D so os apresentadosabaixo, calcule a velocidade de giro do ventilador e diga em que sentido oseu rotor ir girar.

Mecnica Tcnica I

Exerccio 5 - Engrenagens

5. No trem de engrenagens abaixo, qual o nmero de dentes necessrios engrenagem A (motora), para que A e B girem respectivamente a 100 e 300rpm?

Mecnica Tcnica I

Exerccio 6 - Engrenagens

6. Na figura abaixo, sabendo que a engrenagem A gira a 400 rpm e que asengrenagens T1 e T2 possuem o mesmo dimetro, pede-se calcular qual avelocidade angular (rpm) da engrenagem B.

Mecnica Tcnica I

Exerccio 7 - Engrenagens

7. Na figura abaixo, sabendo que A a engrenagem motora e a mesma giraa 800 rpm, calcule a velocidade angular (rpm) da engrenagem B.

Mecnica Tcnica I

Exerccio 8 - Engrenagens

8. O redutor abaixo est acoplado em sua entrada a um motor que gira a900 rpm. Sabendo que as engrenagens 1, 2, 3 e 4 possuemrespectivamente 30, 60, 30 e 90 dentes, calcule a velocidade de sada

(RPM) do redutor.

Mecnica Tcnica I

Exerccio 9 - Engrenagens

9. O redutor abaixo est acoplado em sua entrada a um motor que gira a1800 RPM. Dadas as informaes da tabela abaixo, calcule a rotao no

eixo de sada deste redutor .

ENG Z

1 20

2 40

3 20

4 60

5 40

6 80

7 50

8 100

Mecnica Tcnica I