Mecanismos

ENGENHARIA MECÂNICA

Mecanismos

Professor. Eliel Sirlesio Teixeira

O sucesso do projeto de uma máquina depende da

exploração de conhecimentos nos campos de

dinâmica, análise de tensão, termodinâmica,

transmissão de calor, propriedade de materiais, etc.

Introdução

Mecanismo

É um componente de uma máquina que consiste de

dois ou mais corpos arranjados de forma que o

movimento de um produz o movimento dos outros.

Quadro de Disciplinas

Basicamente, três conjuntos de mecanismos serão

abordados durante o curso, quais sejam, mecanismos

articulados, camos e seguidores e engrenagens.

Quadro de Disciplinas

Núcleo de Projeto de Máquinas

Estática ResistênciaCinemática dos Mecanismos

Dinâmica das Máquinas

Projeto cinemático de sistemas articulados, cames engrenagens e trens engrenagens.

Determinação das forças e torque em cada componente do sistema.

Exemplo de Sistema Articulado

Figura 2 - Sistema biela-manivela: manivela M (ou cambota), biela B e pistão P.

Figura 3 - Representação esquemática do sistema biela-manivela representado na Figura 02.

Exemplo de Sistema ArticuladoBiela de Manivela

Figura 4 - Representação esquemática do mecanismo biela-manivela.

A figura 4 ilustra esquematicamente o mecanismo

biela-manivela bem como os diversos elementos que o

compõem: o bloco (1), a manivela (2), a biela (3) e a

corrediça ou pistão (4).

Este mecanismo apenas admite movimentos planos. A

manivela descreve somente o movimento plano de

rotação, a corrediça descreve apenas movimento de

translação rectilínea e a biela tem um movimento

plano geral ou misto (translação e rotação), isto é, os

pontos desta ligação têm, simultaneamente, as

características dos movimentos de translação e de

rotação.



– Todos os pontos do corpo descrevem trajetórias circulares

Rotação Pura

– Todos os pontos do corpo descrevem trajetórias

paralelas (curvas ou retas)

Translação Pura

– Pode ser descrito como a combinaçãode rotação e translação

Movimento Complexo

Exemplo de Movimento planar, mecanismos articulados planares




Mobilidade - Número de Graus de Liberdade

GDL ou DOF (Degree Of Freedom)• O que significa Grau de Liberdade?

É o número de parâmetros independentes que são necessários para se definir a posição de um corpo no espaço em qualquer instante.

Juntas (Joints)

Elemento que conecta 2 corpos e que permite a

transmissão de força ou torque. Atuam como

restrições geométricas.

Juntas versus GDL

Juntas versus GDL

Notas importantes:

1)A equação de Groubler não é de uso irrestrito. Existe

uma série de mecanismos aos quais esta equação pode

fornecer resultados incorretos.

2)Deve-se notar que uma junta conectando articulações

em ‘‘k’’ em um único ponto deve ser contada como ‘‘k-

1’’ juntas. Por exemplo, uma junta de rotação

conectando três peças em um único ponto deverá ser

contada como duas.

• Equação de Groubler

M = 3(n-1) – 2f1 – f2

• Onde:

M: É a mobilidade (números de GDL)

n: Número de Total de peças (contando a fixa)

f1: Número de Juntas com 1 GDL

f2: Número de Juntas com 2 GDLs

Em algumas literaturas encontramos a equação de

Groubler, substituindo ‘‘f’’ por ‘‘j’’.

Graus de Liberdade Mecanismos Planares

M = 3(n-1) – 2j1 – j2

Se:

M ≥ 1 : O dispositivo é um mecanismo com M GDL

M = 0 : O dispositivo é uma estrutura estaticamente

determinada.

M ≤ -1 : O dispositivo é uma estrutura estaticamente

indeterminada.



n = 2 f1 = 1 f2 = 0

M = 3.(2-1) – 2.(1) – (0) = 1 GDL

• Pêndulo Duplo

n = 3 f1 = 2 f2 = 0

M = 3.(3-1) – 2.(2) – (0) = 2 GDL

• Pêndulo Simples

Quantos GDLs possui uma mão?



Exercícios

1) Determine o GDL abaixo

a)

b)

Exercícios

Exercícios

c)

• MABIE, H.H., OCVIRK, F.W. “Mecanismos e dinâmicadas máquinas”.

Referências

Boa Noite!

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