1Projetos de Mecanismos (PMN)

Prof. Dr. Eng Waldemar Bonventi Jr.

2Tpicos1. Introduo. Descrio e classificao geral dos

mecanismos.2.Configuraes. Graus de liberdade. Mecanismos

bsicos.3.Anlise cinemtica dos mecanismos.4.Anlise dinmica dos mecanismos.5.Perfis conjugados (camos e engrenagens).6.Sntese dos mecanismos.7.Projeto de mecanismos articulados.8.Introduo aos mecanismos tridimensionais.

3Bibliografia SHIGLEY, J.E. Cinemtica dos Mecanismos e

Dinmica das Mquinas, Edgard Blucher, 1970 DENAVIT, J., HARTENBERGER, R.S. Kinematic

Synthesis of Linkages, McGraw-Hill, 1964. SCLATER, N.; CHIRONIS, N. Mechanisms and

Mechanical Devices Sourcebook, 3rd ed., McGraw-Hill Professional, 2001.

MADUREIRA, O., VON LANGENDONCK, C.T. Introduo aos Mecanismos de Camos, Grmio Politcnico DLP-USP, 1970.

4AvaliaoMp = (P1 + P2)/2

Mf = (0,8 Mp + 0,2 T)

Se Mf > 5,0 aprovadoSe Mf < 5,0 fazer P3E a nova mdia calculada comoMp = (P1 + P2+ P3)/3M

f = (0,8 Mp + 0,2 T)

SendoMf Mdia final

P1 1 Prova

P2 2 Prova

P3 3 ProvaT Mdia dos trabalhos em sala de aula, laboratrio e extra-

classe.

5Introduo Os projetos de engenharia consistem na

criao de planos de mquinas, estruturas, sistemas ou idealizao de processos, para realizarem funes bem definidas.

Um projeto mecnico o conjunto de operaes necessrias para realizar a construo ou montagem de uma mquina, dispositivo ou processo. Concepo e disposio de peas que satisfaam

determinado objetivo. Definio da geometria, material, fabricao e

montagem.

6Introduo Um projeto compe-se das seguintes etapas:

1.Reconhecer e constatar sua necessidade.2.Estudo de solues possveis e seleo de uma,

que ser estudada com mais detalhes.3.Delinear o anteprojeto da mquina, estrutura,

sistema ou processo selecionado. Definir as especificaes.

4.Dimensionar todos os componentes e preparar os desenhos e espeficicaes mais detalhadas.

Fases iniciais: criativas. Fases finais: decises encadeadas.

7Introduo Definir primeiramente o

que ser criado. Criao => arte

No projeto, o conjunto e a disposio das peas consistir normalmente de um ou mais mecanismos.

Para a escolha destes mecanismos, o projetista deve conhecer o maior nmero possvel deles.

Bom senso + ensaios + experincia.

Outros fatores: Atrito, desgaste e

aquecimento Utilidade Custo Segurana Rudo Aparncia Versatilidade Controle Resistncia e rigidez Lubrificao ...

8Introduo1. Arranjo cinemtico2. Estudo das foras

externas e internasnem todas as aceleraes so conhecidas, pois as massas das partes mveis ainda esto indefinidas

3. Projetos dos elementos de mquinas utilizados

complementar estudo da fase 2.

9Introduo Mecanismo: conjunto de elementos de

mquinas interligados para produzir um movimento especfico. mbolo + biela + manivela de um motor ou

compressor Engrenagens acopladas (trem de engrenagens) Duas polias ligadas por uma correia V

Deve ser projetado: Geometria deve atender as caractersticas dos

movimentos desejados Requisitos de espao

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Introduo Anlise cinemtica: mtodos usados para

equacionar o movimento dos mecanismos Sntese cinemtica: configurao final de um

mecanismo que produz os movimentos preestabelecidos

Cinemtica: estudo do movimento independentemente das foras que o originaram Posio, geometria, deslocamento, rotao,

velocidade, acelerao

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Introduo Exemplo: motor ou compressor

Que relao existe entre o movimento do mbolo e a rvore de manivelas?

Qual a velocidade de deslizamento entre as superfcies lubrificadas do mbolo e do cilindro, para as vrias posies do mbolo?

Qual a direo e o mdulo da acelerao do mbolo e de que forma variam durante um ciclo completo?

Que trajetria descreve o centro de gravidade da biela?

Que diferenas h entre os movimentos de um motor de curso longo e curto?

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Sistemas de classificao de mecanismos Funcional

Considera o mecanismo completo (caixa-preta) Tais caixas-pretas podem ser subdivididas em outras

=> cada uma com sua funo Sistema = coleo de mecanismos

Estrutural Considera a natureza das partes = movimento relativo

entre elas. Conexo entre partes. Transformao de movimentos entre seus

componentes de entrada e de sada = forma de interligao: rolamentos, deslizamentos, barras, conectores flexveis, ganchos, ressaltos, ...

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Classificao de acordo com o mecanismo Alavanca de Bell Engrenagem de desvio

(bevel gear) Camo (came) Card Manivela Manivela deslizante Engrenagens Mecanismo intermitente de

Genebra

Alavanca Conexes vinculadas Pisto Polias Pinho e cremalheira Catraca Movimento recproco Coroa-parafuso

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Alavanca de Bell

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Engrenagem de desvio(bevel gear) Inclinao do eixo de rotao e velocidade

angular (pela proporo entre dentes)

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Camo (came)

17

Card

18

Manivela

19

Manivela deslizante

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Engrenagens

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Mecanismo intermitente de Genebra

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Alavanca

23

Alavancas

24

Vnculos, conexes

25

Pisto

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Polias

27

Pinho e cremalheira

28

Catraca

29

Movimento recproco

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Retorno rpido

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Coroa-parafuso

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Mecanismos compostosescape de relgio

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Mecanismos compostos

Mquina de Stirling

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Mquina de Stirling (2)

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Catapulta Trebuchet

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Mquina a vapor

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Mquina a vapor de Mamod

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Classificao de acordo com o mecanismo Geradores de movimento retilneo

Watt Scott-Russell Peaucelier Tchebicheff Trem de engrenagens epicclicas

Converso movimento linear rotao Manivelas Balancim de Scotch Movimento linear intermitente

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Watt

40

Scott-Russell

41

Peaucellier

42

Tchebicheff

43

Junta de Scotch

44

Intermitente linear

45

Retorno rpido de Whitworth

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Classificao de acordo com o mecanismo Conexo de quatro

barras Arraste Manivela + oscilao Oscilao dupla Gerador de funes

Escapes Genebra (Geneva) De relgio

Mistos Retorno rpido de

brao oscilante Retorno rpido de

Whitworth Zper Pinho e cremalheira

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Conexes de quatro barrasBarra de arraste

48

Conexes de quatro barrasManivela oscilante

49

Conexes de quatro barrasManivela dupla

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Gerador de funo quadrtica

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Cremalheira e pinhomostrando a curva involuta e o contato linear

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Classificao de acordo com o movimento

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Converses de movimentos Linear p/ rotativo: cremalheira e pinho Transformao linear: polia, alavanca Transformao direcional: alavanca de sinos Oscilatrio p/ recproco: biela, camo Oscilatrio p/ rotativo: biela Oscilatrio p/ intermitente: catraca Oscilatrio p/ irregular: camo Recproco p/ rotativo: pisto Recproco p/ oscilatrio: vnculos (homem + martelo) Recproco p/ intermitente: catraca Recproco reflexivo: alavanca, polia Rotativo p/ linear: roda Rotativo p/ recproco: pisto, card Rotativo p/ oscilatrio: biela, retorno rpido Rotativo p/ intermitente: Genebra Rotativo p/ irregular: camo Irregular: esta parte do mecanismo no usada como motora Intermitente: o elemento que realiza o movimento usado como final

da transmisso do movimento