A U L A

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Neste mdulo voc tem uma viso do uni-uni-uni-uni-uni-verso da mecnicaverso da mecnicaverso da mecnicaverso da mecnicaverso da mecnica, salientando o desenvolvimento das mquinas e dos proces-sos de fabricao, ao longo da histria do homem.

A primeira unidade procura mostrar como o homem primitivo foi evoluin-do desde o emprego dos primeiros materiais, das primeiras ferramentas e dosprimeiros utenslios, melhorando, aos poucos, sua condio de vida.

Na segunda unidade, voc v como o homem passou a empregar mquinassimples - a alavanca, a roda e o plano inclinado - para deslocar material pesadosem dispender grande esforo muscular. importante conhecer os princpiosnos quais as mquinas simples esto baseadas. Ao estudar mquinas comple-xas, voc descobrir que esses mesmos princpios so empregados nelas.

Na terceira unidade, voc estuda os mecanismos de transmisso de fora emovimento para compreender como as mquinas simples se desenvolveram,dando origem a mquinas mais complexas.

Na quarta unidade, so apresentadas a voc noes e conceitos bsicosrelacionados ao desenvolvimento dessas mquinas complexas, ou seja, desde amquina-ferramenta at as mquinas automticas, que deram grande impulso industrializao.

Na quinta unidade, esto descritos os principais processos de fabricaousados atualmente. Assim, voc pode ficar com uma noo mais clara daindstria mecnica.

Ao final de cada unidade, voc tem oportunidade de avaliar sua aprendiza-gem, fazendo os exerccios apresentados e conferindo suas respostas com osgabaritosgabaritosgabaritosgabaritosgabaritos, apresentados no final das cinco aulas.

Com esse conjunto de informaes, voc se prepara para o estudo damecnica, que continua nas prximas aulas.

AUTORIAAUTORIAAUTORIAAUTORIAAUTORIACarlos Alberto GasparNivia Gordo

Adaptado de:Adaptado de:Adaptado de:Adaptado de:Adaptado de: Tecnologia Mecnica Bsica e Materiais - Mundo Mecnico(publicao interna do SENAI-SP), elaborado por BeneditoCarlos Gazzaneo e Maria Rita Aprile.

Universo damecnica

Apresentao

1A U L A

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1

Histrico

H milhares e milhares de anos, o homemfabrica objetos de pedra. Pedras lascadas, pontiagudas, macias ou finas cons-tituram as primeiras ferramentas para a fabricao de utenslios.

Idade da pedra

Durante muito tempo, o homem primitivo usou sua prpria fora muscularjuntamente com ferramentas, armas e utenslios rudimentares para satisfazer ssuas necessidades.

Talhar a pedra foi o primeiro processo usado para a obteno de objetos. Otrabalho era difcil e lento, e a dureza das pedras impedia a fabricao de objetoscom formatos mais complexos.

Pode-se dizer que essa poca representa o incio do trabalho na vida do serhumano.

O slex, um tipo de pedra existente na natureza, era o material mais comumpara fazer estacas, machados de caa, utenslios e, ainda, para raspar as peles deanimais abatidos.

Alm de pedras, as primeiras ferramentas eram feitas de madeira, osso echifre.

Mais tarde, os perfuradores de slex foram usados para perfurar madeira epedra, de tal modo que se podia introduzir cabos nos furos feitos. Isso possibi-litou a fabricao de ferramentas mais aperfeioadas.

facaraspador

perfurador

Utenslio:objeto que tem

utilidade.Talhar:

esculpir.

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1O homem primitivo descobriu o processo de polir

ferramentas e armas. Para isso, espalhava gros mins-culos de areia umedecida entre a ferramenta e algumobjeto que funcionava como papel de lixa. Por meio demovimentos que provocavam atrito entre a areia e oobjeto, as armas e ferramentas ficavam com suas super-fcies desbastadas e polidas.

Esses foram os principais processos usados pelo homem na chamada IdadeIdadeIdadeIdadeIdadeda Pedrada Pedrada Pedrada Pedrada Pedra e que corresponderam s primeiras tcnicas de fabricao e aosprimeiros materiais empregados para a obteno de utenslios.

Os metais

A pedra foi explorada de todas as formas como ferramenta. Entretanto, asferramentas de pedra tinham a desvantagem de se desgastarem rapidamente.

O homem continuou descobrindo novos materiais para fabricar ferramentasmais duradouras. Mas a substituio da pedra por metais, como matria-primapara a fabricao de instrumentos de trabalho, foi um processo muito lento.

Inicialmente, o cobre foi utilizado como um novo tipo de pedra. Logo o serhumano foi percebendo que se tratava de outro material, que, alm de ser menosduro que a pedra, tinha um brilho especial.

Com o decorrer do tempo, foram encontrados outros materiais com carac-tersticas semelhantes s do cobre.

Forjamento dos metais

No incio, a tcnica utilizada para fabricar utenslios era a deformao a friodo material, por meio de golpes.

Aquecendo os metais, o homem descobriu que conseguia mudar sua formacom maior facilidade. O fogo j era usado para aquecimento, proteo contraos animais e preparo dos alimentos.

O homem primitivo percebeu que o cobre podia ser trabalhado com facili-dade ao ser aquecido at certa temperatura, tornando-se malevel, isto , maismole. Desse modo foi possvel transformar o cobre em muitos produtos comdiferentes formatos.

A tcnica utilizada para deformar o metal por meio de golpes, a fim defabricar utenslios e ferramentas, tornou-se conhecida como forjamentoforjamentoforjamentoforjamentoforjamento.

polimento

ferramentas de cobre

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1Fundio de metais

Nossos antepassados eram mestres em forjar. Fabricavam ferramentas,recipientes e jias. Na busca constante para aperfeioar os processos de fabrica-o, o homem resolveu aquecer mais os materiais slidos at se fundirem.

Aquecendo o cobre a uma temperatura prxima a 1.000C, descobriu-se queesse metal atingia seu ponto de fuso, isto , o ponto em que passa do estadoslido para o estado lquido. O cobre em fuso era despejado em recipientes comcavidades e assumiam, assim, a forma do produto desejado. Com isso, o homemdava os primeiros passos para o desenvolvimento da fundiofundiofundiofundiofundio, que se tornavaum novo processo de fabricao de objetos.

Com a fundio, os produtos passaram a ser fabricados com maior rapideze riqueza de detalhes. Alm de ferramentas e armas, eram fabricados objetos deadorno, jias, armaduras e utenslios de uso domstico, como panelas e talheres.

A primeira liga metlica

O bronze foi a primeira liga metlica descoberta pelo homem, ao fundir cobremisturado com pequenas quantidades de estanho. Trata-se de uma liga impor-tante porque resulta num material mais duro e resistente deformao.

Rapidamente, o bronze tornou-se o principal material utilizado na fabrica-o de ferramentas, armas e enfeites. Apresentava a vantagem de ser resistentee fcil de trabalhar. Era considerado de enorme valor, quase tanto quanto o ouro.

molde

produto

Fuso:passagem do estadoslido para o estado

lquido.

Liga metlica:associao - por

fuso - de dois oumais corpos simples,

dos quais um, pelomenos, metal.

Com mtodosrudimentares,

iniciava-sea produo de

ligas metlicas.

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1O ferro

Encontrado em quase todo o mundo, o ferro um dos metais que o homemaprendeu a forjar h milhares de anos.

Por volta de 1500 a.C., a superioridade do bronze comea a ser ameaadapelo ferro, por ser facilmente encontrado em pequenos pedaos de rochas soltasna superfcie da Terra.

Os fundidores da poca tinham grande dificuldade para trabalhar com oferro porque ele um material mais duro que o cobre e o bronze. Era necessriauma temperatura acima de 1.000C para o ferro passar do estado slido aolquido. As ilustraes mostram as tcnicas utilizadas na fabricao dos primei-ros produtos de ferro.

A misturaaquecida setransformavanuma massapastosa. Essamassa era batidapara a eliminaode impurezas eescrias. O querestava da massaera forjado.

Eram forjadas,principalmente,armas eferramentas.

Num buraco feitona terra, eraaquecida umamistura domineral e carvovegetal.

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1Ferro fundido

Durante muito tempo, o homem tentou fundir o ferro. Para isso, procurouaperfeioar a tcnica de aquecimento, construindo fornos que permitissem obtertemperaturas suficientemente altas para levar o ferro fuso.

O homem aprimorou essa tcnica, quando obteve alta temperatura eaqueceu o minrio de ferro misturado com carvo, injetando ar dentro do forno.

A temperatura alcanada, superior a 1.300C, foi suficiente para obter umamassa lquida. A massa era vazada em recipientes com cavidades e assumia aforma desejada para o produto.

A fundio do ferro possibilitava a obteno de produtos com elevadadureza por causa do carvo. Em alta temperatura, o carvo libera carbono que absorvido pelo ferro.

Entretanto, o ferro fundido dessa forma apresentava a desvantagem de serquebradio e de no poder ser forjado. Isso constitua novo problema a sersolucionado pelo homem.

Os primeiros aos

Ao observar o processo de fundio do ferro, o homem verificou que quantomenos carbono fosse absorvido pelo ferro, menos duro e menos quebradioficaria o produto final.

Foi assim que a fundio possibilitou um grande aumento na produo depeas de ferro fundido. Dadas as vantagens tcnicas, produtos que eramforjados em cobre ou bronze foram substitudos pelo ferro fundido.

Nessa poca, o homem dava os primeiros passos para a obteno do ao,material mais importante da era dos metaisera dos metaisera dos metaisera dos metaisera dos metais.

Dureza:resistncia que os

corpos apresentamao serem riscados ou

perfurados.

injeo de ar

vazamento

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1ExercciosExerccio 1Exerccio 1Exerccio 1Exerccio 1Exerccio 1

Assinale com (X) a resposta correta.Na Idade da Pedra, eram empregadas as seguintes tcnicas de fabricao:a)a)a)a)a) ( ) Furao, fundio e polimento.b)b)b)b)b) ( ) Talhamento, polimento e furao.c)c)c)c)c) ( ) Fundio, forjamento e talhamento.d)d)d)d)d) ( ) Talhamento, polimento e forjamento.

Exerccio 2Exerccio 2Exerccio 2Exerccio 2Exerccio 2Assinale com (X) a seqncia em que os materiais metlicos foramexplorados pelo homem, comeando do material mais antigo at chegar aomais recente:a)a)a)a)a) ( ) Ferro fundido, cobre, bronze, ao.b)b)b)b)b) ( ) Ao, ferro fundido, cobre, bronze.c)c)c)c)c) ( ) Cobre, bronze, ferro fundido, ao.d)d)d)d)d) ( ) Cobre, ferro fundido, ao, bronze.

Exerccio 3Exerccio 3Exerccio 3Exerccio 3Exerccio 3Assinale com (X) a resposta correta.Uma das primeiras ligas obtidas foi o bronze, que uma mistura dosseguintes materiais:a)a)a)a)a) ( ) Ferro fundido e cobre.b)b)b)b)b) ( ) Cobre e estanho.c)c)c)c)c) ( ) Cobre e ao.d)d)d)d)d) ( ) Cobre e carbono.

Exerccio 4Exerccio 4Exerccio 4Exerccio 4Exerccio 4Na coluna da esquerda esto indicados tipos de materiais metlicos; nacoluna da direita aparecem algumas caractersticas desses materiais. Escre-va a letra que relaciona cada material s suas caractersticas.a)a)a)a)a) Cobre ( ) Resistente, fcil de trabalhar.b)b)b)b)b) Bronze ( ) Absorve carbono do carvo, quando fundido.c)c)c)c)c) Ferro ( ) Malevel, fcil de trabalhar.

Exerccio 5Exerccio 5Exerccio 5Exerccio 5Exerccio 5Assinale com (X) a resposta correta.O ferro substituiu o cobre e o bronze porque:a)a)a)a)a) ( ) Possua um brilho mais atraente.b)b)b)b)b) ( ) Era mais fcil de forjar.c)c)c)c)c) ( ) Era mais fcil de fundir.d)d)d)d)d) ( ) Era mais resistente.

Exerccio 6Exerccio 6Exerccio 6Exerccio 6Exerccio 6Assinale com (X) a resposta correta.Forjamento um processo de fabricao pelo qual se obtm produtos pormeio de:a)a)a)a)a) ( ) Fundio.b)b)b)b)b) ( ) Golpes.c)c)c)c)c) ( ) Corte.d)d)d)d)d) ( ) Polimento.

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2

Mquinas simples

2A U L A

rodaalavanca

plano inclinado

Ao longo de sua histria, o ser humanoprocurou melhorar suas condies de trabalho, principalmente no que se refere reduo de seu esforo fsico.

Para isso, o homem utilizou, inicialmente, meios auxiliares que lhe permi-tissem realizar trabalhos de modo mais fcil e com o menor gasto possvel de suafora muscular.

Esses primeiros meios foram a alavancaalavancaalavancaalavancaalavanca, a rodarodarodarodaroda e o plano inclinadoplano inclinadoplano inclinadoplano inclinadoplano inclinado que,por sua simplicidade, ficaram conhecidos como mquinas simples.

As mquinas simples soconsideradas fundamentaisporque seus princpiosesto presentes emtodas as mquinas.

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2Alavanca

Alavanca um slido alongado e rgido que pode girar ao redor de um pontode apoio, tambm conhecido como fulcrofulcrofulcrofulcrofulcro ou eixo de rotaoeixo de rotaoeixo de rotaoeixo de rotaoeixo de rotao.

Qualquer alavanca apresenta os seguintes elementos:

l fora motriz ou potentefora motriz ou potentefora motriz ou potentefora motriz ou potentefora motriz ou potente (P)l fora resistentefora resistentefora resistentefora resistentefora resistente (R)l brao motrizbrao motrizbrao motrizbrao motrizbrao motriz (BP): distncia entre a fora motriz (P) e o ponto de apoio;l brao resistentebrao resistentebrao resistentebrao resistentebrao resistente (BR): distncia entre a fora resistente (R) e o ponto de

apoio;l ponto de apoioponto de apoioponto de apoioponto de apoioponto de apoio (PA): local onde a alavanca se apia quando em uso.

Conforme a posio do ponto de apoio em relao fora motriz (P) e foraresistente (R), as alavancas classificam-se em:

l interfixainterfixainterfixainterfixainterfixa;l inter-resistenteinter-resistenteinter-resistenteinter-resistenteinter-resistente;l interpotenteinterpotenteinterpotenteinterpotenteinterpotente.

Essa forma de classificao pode ficar mais clara nos exemplos e esquemasa seguir.

A tesoura e a gangorra so alavancas interfixas.

BR

BP

P. A.

s s

s

BR BP

PA

PA PA

BP

BR

PR

PBP

BR

P

R

s s ss

ss

ss

s

s

s

s

R

s s

s

s

s

s

BR BP

s

s

s

R

s

fi

R

P

interfixa inter-resistente interpotente

sPA

s

s

P

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2

PA

BP

BR

R

P

ss

s

s

t

s

s

O abridor de tampas de garrafas e a carriola, ou carrinho de mo, soalavancas inter-resistentes.

A pina e o brao humano so alavancas interpotentes.

BR

P

PA

BP

R

t

s

ss

s

s

t

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2Exerccio 1Exerccio 1Exerccio 1Exerccio 1Exerccio 1

Preencha os espaos.a)a)a)a)a) As mquinas simples apresentam dois tipos de fora que so:

l a fora ......................................................l a fora ......................................................

b)b)b)b)b) As mquinas simples facilitam a realizao de um ..................................c)c)c)c)c) As mquinas simples fundamentais so: .................................................. ,

.............................................. e .........................................

Exerccio 2Exerccio 2Exerccio 2Exerccio 2Exerccio 2Classifique as alavancas ilustradas, segundo o tipo a que pertencem:interfixa, inter-resistente ou interpotente.

a)a)a)a)a) .......................................................... b)b)b)b)b) ............................................................

c)c)c)c)c) .......................................................... d)d)d)d)d) ............................................................

e)e)e)e)e) .......................................................... f)f)f)f)f) .............................................................

Exerccios

sPAR

Ps

s

sPAR

Ps

s

sPA

RssP sPA

PssR

Rs

s PAPs

sPA Rs

Ps

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2

g)g)g)g)g) .......................................................... h)h)h)h)h) ............................................................

i)i)i)i)i) .......................................................... j )j)j)j)j) .............................................................

Plano inclinado

Plano inclinado uma superfcie plana e inclinada que forma um ngulomenor que 90 com a superfcie horizontal.

, possivelmente, a mquina simples mais antiga do mundo. Animais ehomens pr-histricos j utilizavam os planos inclinados naturais das encostasde montanhas para escal-las.

Imagina-se que o plano inclinado teve papel importante na construo daspirmides do Egito Antigo, ao facilitar a elevao de grandes blocos.

sPAs P

Rs

s R

Ps

s PA

Rs

s PAs PAs R

Ps

s P

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2O plano inclinado continua sendo utilizado.

Analisando as duas situaes abaixo, parece evidente que o uso do planoinclinado torna o trabalho mais fcil.

As rampas de acesso aos andaresde um moderno edifcio soplanos inclinados que facilitama locomoo de pessoas,veculos e cargas.

Uma rodovia entre montanhasapresenta planos inclinados.

No caminho cegonheiro,a rampa possibilita a subidae a descida de carros.

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2Consideremos dois planos inclinados, conforme as ilustraes:

O plano inclinado da direita indica que se usa menos fora para empurrar acarga. Pode-se deduzir que quanto mais comprido for um plano inclinado,menos fora ser gasta na movimentao de uma carga para uma mesma altura.No entanto, ocorre perda em termos de distncia.

A cunha e o parafuso so exemplos de aplicao do plano inclinado.A cunha funciona como dois planos inclinados.

As cunhas ajudam a vencer grandes resistncias, como rachar lenha, apertarcabos de enxadas, cabos de martelos etc.

Prego, machado, faca, formo, talhadeira e navalha so exemplos de cunhas.

O parafuso outra aplicao derivada do plano inclinado. Um parafuso um plano inclinado enrolado em um cilindro.

3 m 3 m6 m 12 m

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2Assinale com (X) a resposta correta.

Exerccio 3Exerccio 3Exerccio 3Exerccio 3Exerccio 3O plano inclinado eleva cargas com economia de fora.a)a)a)a)a) ( ) certob)b)b)b)b) ( ) errado

Exerccio 4Exerccio 4Exerccio 4Exerccio 4Exerccio 4Quanto maior for o comprimento de um plano inclinado, menor ser a foraempregada para elevar uma carga a uma mesma altura.a)a)a)a)a) ( ) certob)b)b)b)b) ( ) errado

Exerccio 5Exerccio 5Exerccio 5Exerccio 5Exerccio 5O parafuso uma mquina simples, derivada de um plano inclinado.a)a)a)a)a) ( ) certob)b)b)b)b) ( ) errado

Exerccio 6Exerccio 6Exerccio 6Exerccio 6Exerccio 6Prego, machado, faca, formo, talhadeira e navalha so exemplos de cunha.a)a)a)a)a) ( ) certob)b)b)b)b) ( ) errado

Roda

A roda constitui uma das descobertas mais importantes. Ningum sabe,porm, como ela foi inventada.

Provavelmente, a roda surgiu, ainda sob a forma de rolete, quando o homemprimitivo teve de deslocar grandes cargas por longas distncias e no podiacontar apenas com sua fora.

difcil imaginar o mundo sem rodas. Muitas coisas que conhecemosdeixariam simplesmente de existir e no teramos atingido o atual progressotecnolgico.

Quando se fala em roda, imediatamente pensa-se em eixo, que umasegunda roda presa ao centro da primeira.

Na pr-histria, os homens usavam troncos arredondados de rvores ediscos de pedra para funcionar como rodas.

Exerccios

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2Com o passar do tempo e com a descoberta dos metais e de outros materiais,

as rodas foram evoluindo. Hoje temos rodas de plstico to resistentes quantoas de ao!

O sarilho e a roda dgua so algumas das aplicaes da roda.

Tambm as engrenagens derivam da roda e servem para transmitir fora emovimento.

Mquinas complexas, como torno, furadeira, automvel, liquidificador etc.,possuem diversos tipos de rodas que permitem os mais variados movimentos.

Roldana

A roldana uma roda que gira ao redor de um eixo que passa por seu centro.Na borda da roldana existe um sulco em que se encaixa uma corda ou um caboflexvel, ou corrente. O sulco conhecido como garganta, gola ou gorne.

A roldana pode ser fixa ou mvel.

suporte do ganchodisco

garganta

roldana fixa roldana mvel

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2Na roldana fixa, o eixo preso a um suporte qualquer. Quando em uso, ela

no acompanha a carga.O funcionamento da roldana fixa baseia-se no funcionamento de uma

alavanca interfixa de braos iguais.

Em uma das extremidades do cabo aplica-se a fora PPPPP e na outra extremida-de, a fora RRRRR.

As roldanas fixas servem para elevar pequenas cargas com comodidade esegurana, alm de possibilitarem mudana de direo e sentido das forasaplicadas.

A roldana mvel pode deslocar-se juntamente com a carga e baseia-se nofuncionamento de uma alavanca inter-resistente.

Na roldana mvel emprega-se menos fora que na roldana fixa para arealizao do mesmo trabalho.

BR BP

P. A.

P

BR = BPR P

R

R

P

P = R

BP

P

R

BRP. A.

P

R

s

s

s

s

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2Assinale com (X) a resposta correta.

Exerccio 7Exerccio 7Exerccio 7Exerccio 7Exerccio 7Da roda deriva o seguinte elemento:a)a)a)a)a) ( ) molab)b)b)b)b) ( ) parafusoc)c)c)c)c) ( ) pinod)d)d)d)d) ( ) engrenagem

Exerccio 8Exerccio 8Exerccio 8Exerccio 8Exerccio 8As engrenagens servem para transmitir fora e movimento.a)a)a)a)a) ( ) certob)b)b)b)b) ( ) errado

Exerccio 9Exerccio 9Exerccio 9Exerccio 9Exerccio 9O funcionamento de uma roldana fixa baseia-se no funcionamento de umaalavanca:a)a)a)a)a) ( ) interpotente de braos iguaisb)b)b)b)b) ( ) inter-resistente de braos iguaisc)c)c)c)c) ( ) interfixa de braos iguaisd)d)d)d)d) ( ) mista de braos iguais

Exerccio 10Exerccio 10Exerccio 10Exerccio 10Exerccio 10A relao P = R vlida para a seguinte mquina simples:a)a)a)a)a) ( ) alavancab)b)b)b)b) ( ) roldana fixac)c)c)c)c) ( ) roldana mveld)d)d)d)d) ( ) plano inclinado

Exerccio 11Exerccio 11Exerccio 11Exerccio 11Exerccio 11O funcionamento de uma roldana mvel baseia-se no funcionamento deuma alavanca:a)a)a)a)a) ( ) interfixab)b)b)b)b) ( ) interpotentec)c)c)c)c) ( ) inter-resistented)d)d)d)d) ( ) mista

Exerccios

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3

O motor que aciona uma mquina nem sem-pre produz o movimento apropriado ao trabalho que se deseja realizar. Quandoisso ocorre, torna-se necessrio empregar mecanismos de transformao demecanismos de transformao demecanismos de transformao demecanismos de transformao demecanismos de transformao demovimentomovimentomovimentomovimentomovimento.

Por exemplo: na mquina operatriz indispensvel, para boa execuo dotrabalho, que a pea ou ferramenta esteja animada de movimento adequado eque sua velocidade seja conveniente ao trabalho a ser executado.

No estudo do movimento em mquinas necessrio diferenciar as expres-ses transmisso de movimento transmisso de movimento transmisso de movimento transmisso de movimento transmisso de movimento e transformao de movimentotransformao de movimentotransformao de movimentotransformao de movimentotransformao de movimento.

Transmisso de movimentoTransmisso de movimentoTransmisso de movimentoTransmisso de movimentoTransmisso de movimento a passagem de movimento de um rgo damquina para outro rgo da mesma mquina, podendo ou no haver alteraona velocidade.

Transmisso etransformao de

movimento

3A U L A

poliamotor

correiapolia

broca

O movimento derotao da poliado motor dafuradeira transmitido para apolia da rvoreonde est a brocapor meio decorreias.

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3H transformao de movimentotransformao de movimentotransformao de movimentotransformao de movimentotransformao de movimento quando o tipo do movimento sofre

alteraes num mecanismo de transmisso.Vamos observar as figuras abaixo:

Em (a) e em (b) existe transmisso de movimento, mas somente em (b) podehaver transformao de movimento.

Tipos de mecanismos

As mquinas apresentam os mais variados tipos de mecanismos de trans-misso e transformao de movimento. Entre esses diversos tipos de mecanis-mos encontramos polias e correias, engrenagens, biela-manivela, cremalheira ecame.

PoliasPoliasPoliasPoliasPolias so mecanismos de transmisso de movimento que se encontramfixados em eixos de mquinas e motores.

As polias necessitam de correiascorreiascorreiascorreiascorreias para transmitirem movimento de umrgo de uma mquina para outro rgo da mesma mquina ou de outramquina. As correias funcionam como elemento de ligao entre as polias.

(a) (b)

polias e correias cremalheira

biela

engrenagensmanivela

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3Observe a ilustrao de uma ventoinha.

A correia transmite movimento para a polia, fixa no eixo da ventoinha,quando movimentamos o eixo da manivela.

Consideremos, agora, duas polias ligadas entre si por meio de uma correia,sendo que uma das polias est ligada a um motor.

EngrenagensEngrenagensEngrenagensEngrenagensEngrenagens so rodas dentadas, assentadas em eixos que transmitemmovimento de rotao de um eixo para outro.

A engrenagem constituda de dentes que se encaixam nos vos da outraengrenagem a ela acoplada.

Para conservar o mesmo sentido de rotao entre duas engrenagens, preciso manter uma engrenagem intermediria entre elas:

ventoinha

transmisso

motora movida

A polia ligadaao motorchama-sepolia motoraou motriz.A outrachama-sepolia movida.

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3O mecanismo biela-manivelabiela-manivelabiela-manivelabiela-manivelabiela-manivela transforma movimento retilneo em movi-

mento circular e vice-versa.

A manivela fixada, pelo seu ncleo, ao eixo de um volante ou mesmo deuma polia ou, ainda, ao eixo principal de um motor de automvel (eixo demanivela).

O conjunto pinho-cremalheirapinho-cremalheirapinho-cremalheirapinho-cremalheirapinho-cremalheira outro mecanismo muito utilizado emmquinas. Transforma movimento circular em retilneo e vice-versa.

Esse conjunto constitudo de uma roda dentada que engrena com umabarra provida de dentes, geralmente em formato de trapzio.

Em um torno mecnico, por exemplo, a cremalheira encontra-se fixada sobo barramento. Ao girar, o pinho se desloca na cremalheira e movimenta o carroprincipal do torno.

Na furadeira de coluna, o cabeote se desloca verticalmente, acionado pelopinho que se movimenta atravs de uma manivela.

O camecamecamecamecame outro tipo de mecanismo. Ele transforma movimento circular emmovimento retilneo ou rotatrio alternado.

bielacorredia ou

cilindrohaste do

pisto

manivela pisto

eixo

pinho

cremalheira

Localizaoda biela e

da manivelanum esquema

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3Complete os espaos.

Exerccio 1Exerccio 1Exerccio 1Exerccio 1Exerccio 1a)a)a)a)a) Transmisso de movimento a ............................................ de movimento

de um ..................................... para outro rgo da mesma mquina.

b)b)b)b)b) A transmisso de movimento de uma polia para outra pode ser feitapor meio de ................................................ .

c)c)c)c)c) A polia ligada ao motor chama-se polia ........................................ .

d)d)d)d)d) As engrenagens so rodas ........................................ , assentadas sobreeixos. Transmitem um movimento de ....................... de um eixo a outro.

e)e)e)e)e) O mecanismo biela-manivela permite transformar movimentoretilneo em ...................................................

f)f)f)f)f) O conjunto pinho-cremalheira permite a transformao do movimentocircular em ................................................... e vice-versa.

Exerccios

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4

Durante muito tempo, a fabricao dos obje-tos se limitou ao trabalho artesanal. O homem ainda dependia da sua foramuscular. Fabricava-se um produto de cada vez e sua qualidade exigia muitahabilidade do arteso.

O crescente consumo de produtos exigiu uma produo mais rpida e emmaior quantidade. Aos poucos, o homem foi substituindo materiais, construin-do mquinas mais complexas, observando e utilizando a fora dos prprioscomponentes da natureza e, com isso, diminuindo seu trabalho muscular.

Ao usar moinho de trao animal, o homem percebeu que o trabalho poderiaser acelerado, substituindo o pilo por uma grande pedra de moer.

Mquinas

4A U L A

moagem manualsistema pilo

A U L A

4A fora da gua e a fora do vento eram muito utilizadas pelos nossos

antepassados, principalmente para mover moinhos.

No incio, as mquinas eram feitas de madeira. Essas mquinas foramaprimoradas com o emprego de novos materiais e o desenvolvimento de novosprocessos de fabricao.

Mquinas-ferramentas

O tornotornotornotornotorno foi uma das primeiras e mais importantes mquinas utilizadas nafabricao de peas.

Inicialmente, os movimentos de rotao da mquina eram gerados porpedais. A ferramenta para tornear ficava na mo do operador que dava formaao produto. Da a importncia de sua habilidade no processo de fabricao.

Quando a ferramenta foi fixada mquina, o operador ficou mais livre paratrabalhar. Pode-se dizer que nesse momento nasceu a mquina-ferramenta.

Moinho hidrulico Moinho de vento

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4Mquina a vapor

A mquina a vapor, construda por James Watt, no sculo XVIII, provocougrande impacto no setor industrial e no de transportes.

O vapor, ao realizar trabalho mecnico, substitua outras formas de energia.Surge, assim, o cavalo-vapor (CV), uma unidade de potncia utilizada at hoje.

Cavalo-vapor (CV)

James Watt, construtor da mquina a vapor, queria demonstrar quantoscavalos a mquina podia substituir. Verificou que um cavalo podia elevar umacarga de 75 kg (quilograma) a um metro de altura em um segundo, realizandoassim um trabalho de 75 kgm (quilogrmetro) por segundo, o que se convencionouchamar de potncia de 1cv.

A mquina a vapor exercia grande esforo mecnico, submetendo suaspeas a altas velocidades e presses. Por essa razo, o emprego do vapor exigiacomponentes como tubos, bujes, cilindros e vlvulas que resistissem s severascondies de trabalho impostas s mquinas.

O uso da mquina a vapor tambm exigiu que seus componentes fossemaperfeioados, apresentando bom acabamento e dimenses mais exatas.

A fabricao de produtos com essas caractersticas exigiu mquinas-ferra-mentas mais precisas e materiais de melhor qualidade, o que provocou grandedesenvolvimento da mecnica.

Aperfeioamento das mquinas

O aperfeioamento das mquinas e o conseqente aumento de rendimento,representam fator importante na atividade industrial.

O desenvolvimento tecnolgico tem por objetivo a produo de grandesquantidades de peas com maior rapidez, melhor qualidade e menor custo.

A Inglaterra foi o primeiro pas a dar um grande passo nesse caminho aocriar a primeira indstria destinada fabricao de mquinas-ferramentas, noperodo de 1700 a 1800.

James Watt,engenheiro e

mecnico escocs,alm de construtor

de mquinas,dedicou-se a umasrie de trabalhos

que trouxeramprogressos decisivos

utilizao dovapor.

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4Joseph Whitworth foi um dos pioneiros no aperfeioamento das mquinas-

ferramentas. Alm de inventar mquinas, projetou instrumentos para mediode peas e padronizou perfis e passo de roscas para parafusos e porcas. Maistarde, o sistema Whitworth para roscas foi normalizado, ou seja, passou a serempregado com base em normas estabelecidas.

Abaixo esto alguns exemplos de mquinas-ferramentas do incio do sculo.

O surgimento das mquinas-ferramentas contribuiu para transformar aproduo artesanal em produo industrial e para acelerar o desenvolvimentodo setor produtivo.

Foram desenvolvidas mquinas diferentes para outros trabalhos com me-tais como, por exemplo, o da conformao de metais.

Eletricidade e automao

H vinte e cinco sculos, o filsofo grego Tales observou que, ao esfregaruma barra de mbar com um pedao de l, a barra atraa pedaos de penas, palhaetc. Ele acabara de descobrir a eletricidade. A palavra grega para designar mbar electronelectronelectronelectronelectron, da qual deriva o termo eletricidadeeletricidadeeletricidadeeletricidadeeletricidade.

plaina limadorafresadora

torno

prensa para cunhar moedas

mbar:resina fssil, slidae isolante.

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4Embora fosse conhecida h muito tempo, somente no final do sculo

passado a eletricidade comeou a ser utilizada em larga escala. Acelerou-se,ento, o desenvolvimento industrial, principalmente com o uso de motoreseltricos.

As outras formas de energia foram, aos poucos, substitudas pelo motoreltrico que movimentava as mquinas e no ocupava grandes espaos na suainstalao.

No final do sculo passado surgem as primeiras mquinas automticas,comandadas por dispositivos mecnicos. Fabricavam grande quantidade depeas de boa qualidade.

Pregos, parafusos e porcas so exemplos de produtos fabricados em mqui-nas automticas, dando incio produo industrial em larga escala.

A atividade industrial espalhou-se rapidamente na passagem do sculo XIXpara o sculo XX. As indstrias j dispunham de uma grande variedade demquinas, o que possibilitou o desenvolvimento da indstria, principalmente,da automobilstica. Outros setores, como comrcio, agricultura, transporte,tambm beneficiaram-se com o desenvolvimento da indstria mecnica.

Com as mquinas automticas foi possvel fabricar grande quantidade deuma mesma pea, manter a preciso, a intercambiabilidade e reduzir os custosde produo.

Fbrica de pregos do incio do sculo XX, com mquinas automticas.

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4Exerccio 1Exerccio 1Exerccio 1Exerccio 1Exerccio 1

Assinale com (X) a afirmativa que indica uma das caractersticas da produ-o artesanal.

a)a)a)a)a) ( ) Fabricao de produtos em grande escala.b)b)b)b)b) ( ) Emprego de mquinas.c)c)c)c)c) ( ) Fabricao de um produto de cada vez, exigindo muita habilida-

de do arteso.

Exerccio 2Exerccio 2Exerccio 2Exerccio 2Exerccio 2Assinale com (X) as frases corretas, relativas a mquinas.

a)a)a)a)a) ( ) A fora da gua era muito utilizada para mover mquinas.b)b)b)b)b) ( ) Uma das primeiras mquinas-ferramentas foi o torno.c)c)c)c)c) ( ) O surgimento das mquinas contribuiu para acelerar o desenvol-

vimento do setor produtivo.d)d)d)d)d) ( ) As mquinas atuais eliminaram os princpios das mquinas

simples.e)e)e)e)e) ( ) Whitworth contribuiu para o aperfeioamento das mquinas-

ferramentas.f)f)f)f)f) ( ) A mquina a vapor revolucionou, em sua poca, o setor de

transportes.g)g)g)g)g) ( ) Mquinas automticas eram comandadas por dispositivos mec-

nicosh)h)h)h)h) ( ) As mquinas automticas contriburam para o rpido desenvol-

vimento da indstria automobilstica.

Exerccios

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Por volta de 1800, teve incio a industrializa-o. Ela considerada recente, se comparada s pocas primitivas em que umadeterminada forma de trabalho podia durar muitos anos, sem aperfeioamento.

Alguns dos fatos que mais contriburam para o desenvolvimento industrialforam:

l a rpida expanso do comrcio;l a necessidade de produo mais rpida

e em grande quantidade.

Aos poucos, o sistema artesanal foi sendo substitudo por uma novaorganizao do trabalho para o aumento da produo.

O trabalho passou a ser dividido. O homem deixou de ter a viso de conjuntodo processo de produo porque passou a ser encarregado da realizao deapenas partes do trabalho, tornando-se especialista em determinadas tarefas eoperaes.

Rapidamente, as mquinas tomaram conta do setor produtivo. Por causadisso, tornou-se comum o aparecimento de locais em que se concentravammquinas e grupos de operrios, organizados para a fabricao de grandesquantidades de peas, numa produo muito mais rpida e econmica.

Surgiram as primeiras fbricas, dando incio fase industrial na histria dohomem. Com o desenvolvimento das indstrias, foi intensificada a utilizao denovos materiais e de novos processos na fabricao.

Ainda hoje, o homem se v cercado de desafios que o levam busca de novosmateriais e de novos processos de fabricao.

Os principais processos de fabricao na indstria mecnica so:

l MoldagemMoldagemMoldagemMoldagemMoldagem

l ConformaoConformaoConformaoConformaoConformao

l CorteCorteCorteCorteCorte

l JunoJunoJunoJunoJuno

Industrializao eprocesso de fabricao

5A U L A

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5Moldagem

Os processos de fabricao por moldagem consistem na produo de umcorpo slido a partir de um metal amorfo, ou seja, no estado lquido, de pgranulado ou de pasta. Exemplos de processos de fabricao por moldagem:

FundioFundioFundioFundioFundio - processo no qual o metal derretido e depois despejado numafrma. Os produtos obtidos por esse processo so, por exemplo, blocos demotores, bases de mquinas etc.

SoproSoproSoproSoproSopro - processo de fabricao de recipientes de vidro, com auxlio do ar.Exemplos: garrafas, copos etc.

Sinterizao de p metlicoSinterizao de p metlicoSinterizao de p metlicoSinterizao de p metlicoSinterizao de p metlico - aglutinao de partculas slidas por aqueci-mento em temperatura inferior de fuso. A bucha utilizada na mecnica umexemplo de produto obtido por esse processo.

Conformao

um processo de fabricao que, aos poucos, modifica um corpo slido pormeio de deformao plstica. Exemplos de processos de fabricao por confor-mao:

LaminaoLaminaoLaminaoLaminaoLaminao - reduo de um material em lminas, por meio de roletes. Osperfis e as chapas so obtidos por esse processo.

ExtrusoExtrusoExtrusoExtrusoExtruso - passagem forada de um material por um orifcio. Exemplos:tubos, perfilados etc.

RepuxamentoRepuxamentoRepuxamentoRepuxamentoRepuxamento - utilizado para produzir peas a frio por meio do tornorepuxador, como no caso da produo de panelas, recipientes etc.

TrefilaoTrefilaoTrefilaoTrefilaoTrefilao - processo de fabricao por estiramento. Fios e cabos so obtidospor esse processo.

Corte

Processo de fabricao que consiste em retirar metal de uma superfcie pormeio de uma ferramenta. Exemplos de processos de fabricao por corte:

TorneamentoTorneamentoTorneamentoTorneamentoTorneamento - processo no qual se corta com o torno, como no caso depinos, eixos etc.

FresagemFresagemFresagemFresagemFresagem - consiste no corte com a fresa. Exemplos: engrenagens, rasgospara chavetas etc.

MandrilagemMandrilagemMandrilagemMandrilagemMandrilagem - processo de alisamento por meio de mandril. usada, porexemplo, para alargar e alinhar furos.

AplainamentoAplainamentoAplainamentoAplainamentoAplainamento - processo de alisamento com plaina. Trata-se de processoempregado especialmente em peas de madeira.

RetificaoRetificaoRetificaoRetificaoRetificao - consiste em dar acabamento e em alisar com perfeio umapea.

Juno

O processo de fabricao por juno consiste na unio de uma ou mais peas.Exemplos: parafusamento, rebitagem, soldagem etc.

Deformaoplstica: aquela quepermanece apscessada a foraatuante.

Amorfo: semforma definida.

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5O quadro a seguir mostra um resumo de alguns exemplos de processos de

fabricao.

Exerccio 1Exerccio 1Exerccio 1Exerccio 1Exerccio 1Assinale com (X) a resposta correta.Um dos fatos que contribuiu para o desenvolvimento industrial foi:

a)a)a)a)a) ( ) Grande quantidade de terras para erguer fbricas.b)b)b)b)b) ( ) Necessidade de produo mais rpida e em grande quantidade.c)c)c)c)c) ( ) Surgimento da alavanca.

Exerccio 2Exerccio 2Exerccio 2Exerccio 2Exerccio 2Assinale com (X) a resposta correta.Uma fbrica produz bases de mquinas, utilizando fundio. Esse processode fabricao denominado:

a)a)a)a)a) ( ) Corte.b)b)b)b)b) ( ) Moldagem.c)c)c)c)c) ( ) Conformao.d)d)d)d)d) ( ) Juno.

Exerccio 3Exerccio 3Exerccio 3Exerccio 3Exerccio 3Assinale com (X) o termo que se relaciona com o processo de fabricao porcorte.

a)a)a)a)a) ( ) Fresagem.b)b)b)b)b) ( ) Soldagem.c)c)c)c)c) ( ) Colagem.

CONFORMAOCONFORMAOCONFORMAOCONFORMAOCONFORMAO

LAMINAO

FORJAMENTO

EXTRUSO

DOBRAMENTO

TREFILAO

REPUXAMENTO

CALANDRAGEM

JUNOJUNOJUNOJUNOJUNO

PARAFUSAMENTO

REBITAGEM

SOLDAGEM

COLAGEM

CORTECORTECORTECORTECORTE

SERRAMENTO

LIMAGEM

RASQUETEAO

TORNEAMENTO

FRESAGEM

FURAO

APLAINAMENTO

MANDRILAGEM

RETIFICAO

MOLDAGEMMOLDAGEMMOLDAGEMMOLDAGEMMOLDAGEM

FUNDIO

INJEO

SOPRO

SINTERIZAO DE P MET`LICO

Calandragem:curvamento ou

desempenamentocom calandra.

Exerccios

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5Exerccio 4Exerccio 4Exerccio 4Exerccio 4Exerccio 4

Na coluna da esquerda, esto indicados alguns processos de fabricao.Na coluna da direita, aparecem alguns exemplos de produtos obtidos pormeio desses processos. Dentro de cada parnteses, escreva as letras quecorrespondem a cada processo de fabricao.

a)a)a)a)a) Moldagem ( ) Engrenagem obtida por meio de fresadora( ) Virabrequim obtido por fundio

b)b)b)b)b) Corte ( ) Tubo obtido por extruso( ) Eixo obtido por forjamento

c)c)c)c)c) Conformao ( ) Chapa obtida por laminao( ) Eixo obtido por meio de torneamento

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Bibliografia

Universo daMecnica

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Aula 1 Aula 1 Aula 1 Aula 1 Aula 1 ----- Histrico Histrico Histrico Histrico Histrico1.1.1.1.1. b)2.2.2.2.2. c)3.3.3.3.3. b)4.4.4.4.4. ( b ) Resistente, fcil de trabalhar.

( c ) Absorve carbono do carvo, quando fundido.( a ) Malevel, fcil de trabalhar.

5.5.5.5.5. d)6.6.6.6.6. b)

Aula 2 Aula 2 Aula 2 Aula 2 Aula 2 ----- Mquinas simples Mquinas simples Mquinas simples Mquinas simples Mquinas simples1a)1a)1a)1a)1a) Essas duas foras so a fora motriz motriz motriz motriz motriz e a fora resistente resistente resistente resistente resistente.b)b)b)b)b) As mquinas simples facilitam a realizao de um trabalhotrabalhotrabalhotrabalhotrabalho.c)c)c)c)c) As mquinas simples fundamentais so: alavancaalavancaalavancaalavancaalavanca, plano inclinadoplano inclinadoplano inclinadoplano inclinadoplano inclinado e rodarodarodarodaroda.2a)2a)2a)2a)2a) Inter-resistente.b)b)b)b)b) Inter-resistente.c)c)c)c)c) Interfixa.d)d)d)d)d) Interfixa.e)e)e)e)e) Interpotente.f)f)f)f)f) Inter-resistente.g)g)g)g)g) Interpotente.h)h)h)h)h) Inter-resistente.i)i)i)i)i) Interpotente.j )j )j )j )j ) Interpotente.3.3.3.3.3. a)4.4.4.4.4. a)5.5.5.5.5. a)6.6.6.6.6. a)7.7.7.7.7. d)8.8.8.8.8. a)9.9.9.9.9. c)10.10.10.10.10. b)11.11.11.11.11. c)

GabaritosUniverso da Mecnica

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5Aula 3 Aula 3 Aula 3 Aula 3 Aula 3 ----- Transmisso e transformao de movimento Transmisso e transformao de movimento Transmisso e transformao de movimento Transmisso e transformao de movimento Transmisso e transformao de movimento1a)1a)1a)1a)1a) Transmisso de movimento a passagempassagempassagempassagempassagem de movimento de um rgo da

mquina para outro rgo da mesma mquinamquinamquinamquinamquina.b)b)b)b)b) A transmisso de movimento de um eixo para outro pode ser feita por meio

de poliaspoliaspoliaspoliaspolias.c)c)c)c)c) A polia ligada ao motor chama-se polia motoramotoramotoramotoramotora.d)d)d)d)d) As engrenagens so rodas dentadasdentadasdentadasdentadasdentadas, assentadas sobre eixos. Transmitem

um movimento de rotaorotaorotaorotaorotao de um eixo a outro.e)e)e)e)e) O mecanismo biela-manivela permite transformar movimento retilneo al-

ternado em circularcircularcircularcircularcircular.f)f)f)f)f) O conjunto pinho-cremalheira permite transformao do movimento cir-

cular contnuo em retilneoretilneoretilneoretilneoretilneo e vice-versa.

Aula 4 Aula 4 Aula 4 Aula 4 Aula 4 ----- Mquinas Mquinas Mquinas Mquinas Mquinas1.1.1.1.1. c)2.2.2.2.2. Todas, menos a alternativa d).

Aula 5 Aula 5 Aula 5 Aula 5 Aula 5 ----- Industrializao e processo de fabricao Industrializao e processo de fabricao Industrializao e processo de fabricao Industrializao e processo de fabricao Industrializao e processo de fabricao1.1.1.1.1. b)2.2.2.2.2. b)3.3.3.3.3. a )4.4.4.4.4. ( b ) Engrenagem obtida por meio de fresadora.

( a ) Virabrequim obtido por fundio.( c ) Tubo obtido por extruso.( c ) Eixo obtido por forjamento.( c ) Chapa obtida por laminao.( b ) Eixo obtido por meio de torneamento.

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5Para suas anotaes

univ1c,Histrico.pdfHistricoIdade da pedraOs metaisForjamento dos metaisFundio de metaisA primeira liga metlicaO ferroFerro fundidoOs primeiros aosExerccios

univ2c,Mquinas simples.pdfMquinas simplesAlavancaExerccios

univ3c,Transmisses.pdfTransmisso e transformao de movimentoTransmisso de movimentotransformao de movimentoTipos de mecanismosPoliascorreiasEngrenagensbiela-manivelapinho-cremalheiracameExerccios

univ4c,Mquinas.pdfMquinasMquinas-ferramentasMquina a vaporCavalo-vapor (CV)Aperfeioamento das mquinasEletricidade e automaoExerccios

univ5c,Industrializao e processo de fabricao.pdfIndustrializao e processo de fabricaoOs principais processos de fabricao na indstria mecnica so:MoldagemConformaoCorteJunoO quadro a seguir mostra um resumo de alguns exemplos de processos de fabricao:Exerccios