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7/24/2019 Mquina Redutora Mecnanica
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSOCAMPUS UNIVERSITRIO DE RONDONPOLIS
Instituto de Cincias A!"!ias e Tecno#$icasCu!so de Enen%a!ia Mec&nica
And!' (e!na!do (!ito)os' Ca!#os Fe!!ei!a NetoLucas Fe##i*e dos Santos
M"+uina de !edu,-o .ec&nica *a!a M"+uinas de Costu!a
Rondon$*o#is / MT0123
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSOCAMPUS UNIVERSITRIO DE RONDONPOLIS
Instituto de Cincias A!"!ias e Tecno#$icasCu!so de Enen%a!ia Mec&nica
And!' (e!na!do (!ito)os' Ca!#os Fe!!ei!a NetoLucas Fe##i*e dos Santos
M"+uina de !edu,-o .ec&nica *a!a M"+uinas de Costu!a
Rondon$*o#is / MT0123
Trabalho realizado como mtodoavaliativo da disciplina de Elementosde Mquinas II, do curso deEngenharia Mecnica, da
Universidade Federal de Matorosso, lecionada pelo pro!"#eonardo $esende"
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SUMRIO
1 Introduo.......................................................................................................3
2 Objetivos.........................................................................................................4
3 Projeto Conceitual...........................................................................................5
4 Aspectos e funes dos ele!entos utili"ados..................................................#
4.1 Polia.............................................................................................................#
4.1.1 Confeco.............................................................................................$
4.2 Correia e! %...............................................................................................&
4.3 'n(rena(ens................................................................................................)
4.3.1 Confeco.............................................................................................)
4.4 'i*o............................................................................................................1+
4.4.1 Confeco...........................................................................................1+
4.5 ,ola!ento..................................................................................................11
4.5.1 Confeco...........................................................................................11
5 -i!ensiona!ento.........................................................................................12
5.1 'n(rena(ens..............................................................................................12
5.2 'i*o............................................................................................................14
5.3 Polias.........................................................................................................1#
5.4 ,ola!ento..................................................................................................22
# Produto final..................................................................................................23
$ Concluso......................................................................................................24
& ,eferncias biblio(r/ficas.............................................................................25
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2 Int!odu,-o
%s mecanismos de transmiss&o est&o presentes em vrias partes das mquinas,
trans!erindo pot'ncia e movimento, podendo atuar tambm como elemento de varia(&ode velocidade entre dois ou mais mecanismos"%s mecanismos de transmiss&o s&o escolhidos em !un(&o de algumas caracter)sticas,como por e*emplo+ $ela(&o de transmiss&o e velocidade desevel- resist'ncia achoques- distncia entre ei*os- durabilidade- e custo"% grupo escolheu proetar um dispositivo que n&o e*iste no mercado, um redutormecnico para mquina de costura antiga .Figura /0" 1ois, alm de possuir bonse*emplos de transmiss&o de pot'ncia entre engrenagens, polias, correias e ei*os, seriauma boa oportunidade para aplicar os conhecimentos adquiridos em sala de aula"
Figura 1 - Mquina de costura
% trabalho possui+ detalhamento das pe(as, modo de !abrica(&o dos elementos e o seucorreto dimensionamento"
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0 O45eti6os
2plica(&o dos conhecimentos adquiridos em sala de aula para proetar um dispositivo
mecnico que e*er(a uma opera(&o, em que seu sistema apresente transmiss&o depot'ncia"2primoramento na realiza(&o dos clculos- e pro*imidade com o trabalho realizado porum engenheiro proetista em atua(&o"
E atender a todos os seguintes t3picos+ En!atizar as !un(4es e quais os elementos orgnicos de mquinas ser&o
utilizados no proeto- 2bordar aspectos relacionados aos materiais utilizados bem como seus
processos de constru(&o- 5etalhamento do dimensionamento e sele(&o dos elementos orgnicos de
mquinas"
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7 P!o5eto Conceitua#
2 mquina redutora mecnica tem como !un(&o retirar a atua(&o manual do operador
das mquinas de costura, e trans!erir essa !un(&o para um motor"6omo o motor possui rota(4es muito elevadas para que a mquina de costura possasuportar, pensou7se em um mecanismo a !im de reduzir tais rota(4es atravs da rela(&ode transmiss&o entre engrenagens e polias"% dispositivo criado ser constitu)do de um motor acionado por pedal .Tabela / e Figura80, um par de engrenagens, um ei*o, uma polia que !ar par com a polia da mquina decostura, correia para a transmiss&o de velocidade entre as polias, dois rolamentos e umacobertura de madeira para o dispositivo"
Tabela 1 - Especificao do motor
Mode#o Tens-o Potncia Rota,-o Co!!ente F!e+uncia
9ingerF5/:;
//;v 8=;; $1M ;":2 =;?@; Az
Figura 2 - Motor Singer
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8 As*ectos e 9un,:es dos e#e.entos uti#i;ados
1ara a constru(&o da mquina de costura utilizaremos polias, correias, engrenagens,
ei*os e rolamento" 9egue uma e*plica(&o mais detalhada sobre cada elemento demquina"
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Figura # - Fabricao de polia por torno !ec$nico
.
Figura % - Fabricao de polia por &'&
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Eliminam os ru)dos e os choques, t)picos das correias emendadas .planas0"
Figura - epresentao de u!a correia e! *
&
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8teo!es .'dios ?@
A(NT
St 8022 6 ;,8= 9i ;,8 Mn ;,@ /;8=St 3122 6 ;,= 9i ;,8 Mn ;,K /;=St B122 6 ;,= 9i ;,8 Mn ;,< /;=St 122 6 ;,=; Mn ;,< /;=;
Tabela # - +o-liga
DIN Co.*osi,-o>teo!es .'dios ?@
A(NT
01 Mn C!8 6 ;,8 Mo ;,= 6r ;, /8;03 Mo C!8 6 ;, Mo ;,= /;31 C! V8 6 ;,= 9i ;, Mn ;,: 6r ;,8 @/=;
1+
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3 Di.ensiona.ento
1ara o dimensionamento iremos utilizar os gr!icos e tabelas encontradas no livro
LElementos de Mquinas, do autor 9arNis Melconian"6onsidera(4es+Utilizando o valor de 8=;; $1M para a polia de maior rota(&o .nmaior0, de acordo com omotor comercial utilizado-1or se tratar de uma mquina de bai*a pot'ncia .0, adotou7se uma rela(&o detransmiss&o .i0 para as engrenagens de iO-Material da engrenagem 92E ; 7 =
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b1=5
d+1 ( )
2=+.21 !!
Tendo em vista que a largura do pinh&o tenha dado um valor muito bai*o, adotaremosb1=2+!!/
Fo!,a tanencia#
Ft=2.Mt
d+1() )
=15.4#'
Tens-o ."=i.a atuante no *' do denteEncontrando o !ator de !orma .q0 na tabela em !un(&o de 61 , ent&o q=3.3 /
7!a=Ft/ q /4
b1 / !n=1.5)
'
!!2
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M1!a=5+.)b=$)&&'!!
Mr (!a)=M1!a2+M"!a
2=&5++.#'!!
Momento ideal
Mi=
Mr(!a)
2+(a / Mt2
2 )2
=&53).25'!!
%nde a=78ad!9tad!
=1.25 /
Di&.et!o da "!6o!e
d >2.1$3
b /Mi78ad!
=12.!!
%nde b=1 para ei*os maci(os"
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3
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Co.*!i.ento da co!!eia
l=2&+.
2(?+d )+
(?d ) 04&
=1++$.2)!!
Utilizando esse valor de re!er'ncia, encontramos o valor do comprimento comercial da
correia atravs da seguinte tabela+
Figura 11 - &o!pri!ento das correias
6omo podemos notar, o comprimento da correia comercial lc=1+$5 !! , e are!er'ncia 27/"
Dist&ncia ent!e cent!os >a5ustada@
&a=l a1(?d )
2
%nde+
la=lc.
2(?+d )=$#&.#) !!
Utilizando o gr!ico, encontramos o !ator h e ent&o calculamos &a "
Figura 12 - Fator de correo da dist$ncia entre centros
&a=l a1(?d )
2
=3$1.#$!!
1$
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N.e!o de co!!eias
nc=p
pc
%nde+pc=(b+a ) 8cc / 8cac=+.44 &*
%s valores de -b , a , 8cc e 8cac !oram encontrados atravs da interpola(&onas seguintes tabelas+
Figura 13 - otBncia bsica (b)
Figura 1# - otBncia adicional (a)
Figura 1% - Fator de correo (Fcc)
1&
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Figura 1 - Fator de correo do arco de contato (Fcac)
Ent&o+
nc=p
pc=+.22C 1
Esse valor bai*o pode ser e*plicado devido sua pot'ncia tambm ser bai*a, e por setratar de um dispositivo com dimens4es pequenas, e por isso esse valor aceitvel"Es9o!,os na t!ans.iss-o
Torque do motor+
Mt= 3+
. /n !aior=1.2)'!
For(a tangencial+
Ft=2Mt
d =3).#)'
Es!or(os F1 e F2 +
F1
F2=eD/ :rad
F1F2=Ft%nde O ;"8=, segundo a literatura, e+
:rad=.
1&+:
=2.#4 rad
9abendo que R O /=/S, de acordo com a tabela da Figura :"F
1
F2=1.)4
Ent&o, resolvendo as equa(4es chegamos em F1=&1.)1' e F2=42.22' "
1)
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6arga resultante+
F=F12+F2
2+2.F1F2|cos:o|=12+.5)'
Figura 1; - Esque!a das 8oras atuantes no siste!a
2+
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B P!oduto 9ina#
% produto !inal, mquina de redu(&o mecnica, capaz de reduzir a rota(&o de um
motor, para automatizar o uso da mquina de costura antiga"#istando suas vantagens, temos+
$eduz a zero o risco de #es&o por Es!or(o $epetitivo .#E$0- 5iminui o cansa(o do operador- 2umenta a produtividade- 6onserva(&o da mquina de costura- 2cionamento por pedal- $egulagem da velocidade pelo pedal- Mantem a rota(&o linear-
Economia .evita a reposi(&o por mquinas novas0"
$ealizando uma cota(&o de pre(o na internet, chegamos a um valor em produtos deapro*imadamente $W 88;,;;" 1ensando em uma m&o de obra que custe $W
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Conc#us-o
G importante mencionar que, a correia mais comumente utilizada para esse tipo de
dispositivo a correia dentada, porm por quest4es de inova(4es, e para abranger todo onosso conhecimento, utilizamos a correia em D"% dimensionamento de todo o sistema de transmiss&o de pot'ncia !oi e*ecutadoseguindo todo o roteiro de clculo sugerido pela literatura, e por isso est isento de errosou m interpreta(4es dos seus resultados"Foi inviabilizada, devido C ine*peri'ncia dos membros do grupo sobre desenhos em625s, a con!ec(&o dos mesmos" 1orm, claramente notvel que todo odimensionamento que se encontra nesse trabalho, levar a um desenhista chegar a umdesenho completo do dispositivo em quest&o"2 melhor !orma de validar os clculos seriam us7los e*perimentalmente, construindo osistema todo" 1orm, tal atividade !ugiria da ideia sobre o trabalho"
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J Re9e!ncias 4i4#io!"9icas
ME#6%I2, 92$VI9" Elementos de Mquinas" /;ed" 9&o 1aulo+Editora Grica, 8;/8"
Material e 2presenta(4es de 9lides cedidos pelo 1ro!essor #eonardo$esende"
6i'ncia e Tecnologia da Qorracha" 5ispon)vel em Jhttp+??ctborracha"comX2cesso em 8; de setembro de 8;/="
9V" $%#2MET%9 FIY%9 5E E9FE$29" 5ispon)vel em
Jhttp+??"nsN"com"br X 2cesso em / de novembro de 8;/=" T79$" Tecnologia dos $olamentos" 5ispon)vel em
Jhttp+??"snr7ntn"co"uNX 2cesso em / de novembro de 8;/="