Órgãos de Máquinas II

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Raul Rios Brezinski
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1 Órgãos de Máquinas II 3. Transmissões por Correntes Adaptado e adotado para a unidade curricular por José R. Gomes / Departamento de Engenharia Mecânica a partir do material de apoio pedagógico em Powerpoint Elementos Flexíveis de Transmissão de Movimento de Luís Ferreira da Silva e do texto Transmissões Mecânicas: Seleção, Projeto e Análise de Solicitações de A. Sousa Miranda.

2 Introdução; Tipos de correntes de transmissão As correntes de rolos (as mais comuns) são formadas por elos constituídos por placas internas e externas ligadas por pinos. Os pinos são envolvidos por buchas nas quais funcionam os rolos. As placas são estampadas em aço. Os pinos, buchas e rolos, são geralmente em aço de liga com superfícies cementadas e retificadas. Placa externa Pino Placa interna Bucha Rolo

3 Introdução; Tipos de correntes de transmissão As correntes de buchas diferem, na sua constituição, das anteriores, apenas por não terem rolos. Os pinos e as buchas têm maior diâmetro e apresentam carga de rotura mais elevada, para um dado passo. São, todavia, menos silenciosas e apresentam maior desgaste. Bucha Placa interna Pino Placa externa 3

4 Introdução; Tipos de correntes de transmissão As correntes de dentes são formadas por elos constituídos por várias placas montadas lado-a-lado sobre os pinos, formando dentes que vão engrenar nos dentes da roda. São mais silenciosas que as correntes de rolos e a sua capacidade de carga é proporcional ao número de placas por pino. 4

5 Introdução; Tipos de correntes de transmissão Tipos mais comuns de correntes de transmissão de potência: Elo de corrente de rolos Correntes de rolos (simples, dupla e tripla) Corrente de buchas 5

6 Introdução; Tipos de correntes de transmissão Corrente de passo alongado Corrente de dentes 6

7 Principais características As transmissões por correntes têm longa duração e a sua aplicação é mais económica que as engrenagens, mas mais cara que as correias; Só podem ser utilizadas com veios paralelos e permitem distâncias entre-eixos menores que as correias; Podem atuar vários veios movidos a partir de um só veio motor. Têm bom rendimento e manutenção fácil; ão apresentam escorregamento mas a relação de velocidades não se mantém constante durante cada rotação (a oscilação na velocidade de rotação do veio movido diminui com o aumento do número de dentes da roda motora); A relação de transmissão máxima normalmente utilizada é de 7, mas podem ir até 0 ou mais; A velocidade periférica das correntes tem um limite superior (que decresce com o aumento do passo), devido à força centrífuga e à dificuldade de lubrificação a altas velocidades. 7

Projeto de transmissões por correntes Relações geométricas e velocidades: Diâmetro do rolo p p/ Largura / D/ / Variável Passo D [Shigley] p - passo (distância entre dois pinos

8 Projeto de transmissões por correntes Relações geométricas e velocidades: Diâmetro do rolo p p/ Largura / D/ / Variável Passo D [Shigley] p - passo (distância entre dois pinos adjacentes) pinhão / - ângulo de articulação (ou de inclinação ) ângulo de que rodam os elos quando entram em contacto com o pinhão [Shigley] D - diâmetro primitivo. sen p D ou D sen p 8

9 Projeto de transmissões por correntes Sendo: 360º p / Variável em que é o número de dentes, então: D p sen 80º pinhão Pode-se verificar que a grandeza do ângulo de articulação ( /) varia em função do número de dentes,. A rotação, segundo este ângulo, origina cargas de impacto entre os rolos e o pinhão, bem como o desgaste dos elementos (de ligação) da corrente. Já que a vida útil da transmissão depende destes fatores, torna-se importante reduzir, tanto quanto possível, o ângulo de articulação ( /). 9

10 Projeto de transmissões por correntes O número de dentes também afeta a relação de velocidades, durante a rotação segundo o ângulo. Para a posição representada, a linha AB é tangente à circunferência primitiva. Contudo, quando o pinhão tiver rodado o correspondente a /, a linha AB desloca-se para uma posição mais perto do centro de rotação do pinhão. A pinhão B B Variável roda [Shigley] Isto significa que a linha da corrente AB se desloca para cima e para baixo, resultando numa velocidade de saída da corrente da roda irregular, ou seja, não constante. 0

11 Projeto de transmissões por correntes A velocidade da corrente V é definida como o comprimento da corrente que passa/sai de uma das rodas por unidade de tempo: V pn 60 sendo o passo (p) em m e (n) a velocidade de rotação em rpm. Variável A velocidade máxima é dada por: v máx Dn 60 Sabendo que: D sen p então v máx 60sen np

12 Projeto de transmissões por correntes A velocidade mínima ocorre para um diâmetro d, menor do que o diâmetro primitivo D. A partir da geometria da figura ao lado, verifica-se que: d Dcos D/ d/ Variável A velocidade mínima será então dada por: v min dn 60 np 60 cos sen

13 Projeto de transmissões por correntes Assim, substituindo 80º e sabendo que: V pn 60 v np np cos v máx min 60sen 60 sen ; ; determina-se que a variação de velocidade vem expressa como sendo: V V v máx V v min sen 80º tag 80º 3

14 Variação da velocidade da corrente [%] Transmissões por Correntes Projeto de transmissões por correntes Oscilação da velocidade linear da corrente V V sen 80º tag 80º > 5 praticamente não há oscilação da velocidade linear da corrente e, por consequência, da velocidade angular do veio mandado úmero de dentes, (do pinhão) [Shigley] 4

15 Projeto de transmissões por correntes Os diâmetros primitivos do pinhão (D ) e da roda (D ) são dados por: e os ângulos de contacto (em radianos): D A força na corrente é dada por: e a relação de transmissão (i) por: p D p p arcsen arcsen C C Força i n n Potência p / p 5

16 Seleção da transmissão O ângulo de articulação da corrente decresce quando o número de dentes das rodas aumenta e, por observação da curva anterior, concluise que o mesmo se verifica com a oscilação da velocidade linear da corrente, sendo praticamente desprezável para >5 dentes. A vida das correntes é geralmente limitada pelo desgaste de buchas, pinos e rolos, o qual é maior para maiores ângulos de articulação. Assim, um número de dentes elevado para o pinhão, resultará num menor desgaste (vida mais longa) e numa menor oscilação na velocidade da corrente. Por outro lado, maiores diâmetros das rodas para um mesmo passo, originam menores esforços no ramo tenso da corrente. Porém, os custos tornam-se mais elevados. 6

17 Seleção da transmissão As correntes têm, normalmente, um comprimento correspondente a um número par de passos. A utilização de um pinhão com um número ímpar de dentes e da roda movida com um número par é vantajosa, pois resulta num desgaste mais uniforme e distribuído. Como compromisso entre as condições referidas, o número mínimo de dentes geralmente adotado para o pinhão é 7 (alguns fabricantes indicam mesmo um mínimo de 9 dentes). 7

18 Seleção da transmissão Exercício de aplicação Selecione a transmissão por correntes necessária para acionar uma bomba a 400 rpm, a partir de um motor elétrico de 5.5 kw que gira a 440 rpm. A distância entre-eixos entre o veio do motor e o veio da bomba é de, aproximadamente, 470 mm. 8

19 Seleção da transmissão Relação de transmissão, i: i n n A relação de transmissão mais próxima do valor encontrado para rodas normalizadas é de 3.6. Assim, o pinhão terá dentes e a roda 76 dentes. ( = e = 76) [Childs] 9

20 Seleção da transmissão Fator de serviço, f : f =.0 [Childs] O fator dos dentes, f, assumindo que o critério de seleção é baseado num pinhão de 9 dentes: f

21 Simples Transmissões por Correntes Seleção da transmissão Potência de seleção, P s, (de acordo com BS/ISO): n =440 rpm P s = P n f f P s = =4.98 kw Corrente simples com.7 mm de passo. [Childs]

22 Seleção da transmissão Comprimento da corrente, L: L L L C p passos Arredondando para o valor inteiro e par mais próximo, vem: L = 6 passos p C.7 470

23 Seleção da transmissão Distância entre-eixos exata, C: C p 8 L L 3.88 C C 479.mm C = 479. mm o que é um valor suficientemente próximo do entre-eixo exigido ( 470 mm). 3

24 Seleção da transmissão Modos de lubrificação: [Childs] [Childs] O modo de lubrificação para este caso seria por banho de óleo. 4

25 Seleção da transmissão Óleos para transmissões por correntes: Temperatura ambiente ( C) Classificação SAE - 5 a 5 SAE 30 5 a 45 SAE a 56 SAE 50 5

26 Avarias típicas... por arrombamento (de placas):... por falta de elementos constituintes da corrente (rolo ou pino): (Figuras adotadas de 6

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