Agora que você estudou os principais conceitos de torneamento e fresagem, é hora de demonstrar seu conhecimento! Uma furadeira de bancada é equipada com um

Atividade da Etapa 1

Agora que você estudou os principais conceitos de torneamento e fresagem, é hora de demonstrar seu conhecimento! Uma furadeira de bancada é equipada com um sistema de polias escalonadas para a regulagem da rotação do mandril (eixo-árvore), conforme a figura a seguir: 

Figura 1: Sistema de transmissão de uma furadeira de bancada

Fonte: o autor.

O motor elétrico da furadeira opera com uma rotação constante de 1750 RPM. Com os dados apresentados, calcule as possíveis rotações que essa furadeira pode ter e complete a tabela a seguir (Não se esqueça de apresentar os cálculos de forma clara e organizada).

Etapa 2 – Engrenagens e Redutores de Velocidade

Engrenagens são peças com dentes que se encaixam para passar movimento e força de um eixo para outro. Elas são muito importantes na engenharia porque conseguem mudar a velocidade e a força de forma exata. Por exemplo, em vez de um sistema que pode escorregar (como polias e correias), as engrenagens garantem que a velocidade seja sempre a mesma, o que é essencial em máquinas que precisam de muita precisão. Por isso, você as encontra em quase todo lugar: desde relógios pequenos até grandes máquinas de fábricas e carros.

Um tipo muito importante de sistema com engrenagens são os redutores de velocidade. Um redutor é como uma "caixa de câmbio" com engrenagens que serve para diminuir a velocidade de giro de um motor. Ao diminuir a velocidade, ele faz com que a força (torque) no eixo de saída aumente. Isso é fundamental na indústria, porque muitas vezes o motor gira muito rápido, mas a máquina que ele precisa mover exige menos velocidade e muito mais força.

Você encontra redutores de velocidade em muitos lugares, como em esteiras que transportam materiais, em misturadores de produtos, em máquinas que fazem peças e em guinchos que levantam cargas pesadas. Para projetar um bom redutor, é preciso escolher o tipo certo de engrenagem (com dentes retos, helicoidais, ou outros), calcular a relação entre as velocidades que se quer alcançar e ter certeza de que as engrenagens são fortes o suficiente para aguentar o trabalho. A escolha e o cálculo corretos do redutor são muito importantes para que a máquina funcione bem, dure mais e seja mais eficiente.Atividade da Etapa 2

Uma máquina industrial necessita de uma rotação específica em seu eixo de trabalho, que é muito menor do que a rotação do motor elétrico disponível. Para isso, é utilizado um redutor de velocidade composto por duas etapas de engrenagens cilíndricas helicoidais, que garantem um funcionamento suave e eficiente.

O motor elétrico de entrada do sistema opera a uma rotação de 1740 RPM.

Dados do Redutor de Velocidade:

1ª Etapa de Redução:

- Engrenagem Motora (pinhão inicial): possui 20 dentes.

- Engrenagem Movida (coroa intermediária): possui 80 dentes.

2ª Etapa de Redução:

- Engrenagem Motora (pinhão intermediário): possui 25 dentes. (Esta engrenagem está montada no mesmo eixo da coroa intermediária da 1ª etapa).

- Engrenagem Movida (coroa final): possui 100 dentes. (Esta é a engrenagem que aciona o eixo de saída da máquina).

Figura 2: Representação em corte do redutor de velocidade

Fonte: o autor.

1. a) Calcule a rotação (RPM) do eixo intermediário do redutor (o eixo onde estão as engrenagens de 80 e 25 dentes).
2. b) Calcule a rotação final (RPM) do eixo de saída do redutor (o eixo acionado pela engrenagem de 100 dentes).
3. c) Qual é a relação de transmissão total (velocidade do motor / velocidade final da saída) deste redutor?

Em todas as suas respostas, apresente os cálculos de forma clara e organizada.Etapa 3 – Dimensionamento Geométrico de Engrenagens

O projeto de engrenagens vai muito além de simplesmente definir o número de dentes. Para que um par de engrenagens funcione de forma eficiente, silenciosa e com longa vida útil, é fundamental o cálculo preciso de seus parâmetros geométricos. Cada dimensão – desde o tamanho dos dentes até a distância entre os centros dos eixos – é interdependente e crucial para garantir o engrenamento correto e a distribuição uniforme das cargas. Erros no dimensionamento podem levar a ruído excessivo, desgaste prematuro, vibrações indesejáveis e, em casos mais graves, à falha catastrófica do sistema de transmissão.

Nesta etapa, focaremos em conceitos essenciais como o módulo, o diâmetro primitivo, o diâmetro externo, o diâmetro interno e o passo. O módulo é a base de toda a geometria do dente e padroniza o tamanho dos dentes, permitindo que engrenagens diferentes com o mesmo módulo possam se encaixar. O diâmetro primitivo é o círculo teórico onde ocorre o contato perfeito entre os dentes, e sua correta definição é vital para a relação de transmissão.

Compreender como esses parâmetros são interligados e como são calculados é uma habilidade indispensável para qualquer profissional da área mecânica. Este conhecimento permite não apenas projetar novos sistemas, mas também analisar e solucionar problemas em máquinas existentes, otimizando seu desempenho e prolongando sua vida útil no ambiente industrial.Atividade da Etapa 3

Uma nova máquina está sendo projetada e necessita de um sistema de transmissão por engrenagens cilíndricas de dentes retos para conectar um motor a um eixo de trabalho. Para o bom funcionamento e padronização, foram definidos alguns requisitos iniciais.

Dados do Projeto:

- Módulo (m) = 5 (Este é o valor que define o tamanho do dente e é comum para ambas as engrenagens)

- Engrenagem 1 (Pinhão - motora): Número de dentes (Z1​) = 24 dentes

- Engrenagem 2 (Coroa - movida): Número de dentes (Z2​) = 48 dentes

Figura 3: Ilustração da montagem das engrenagens

Fonte: o autor.

Para CADA ENGRENAGEM (Engrenagem 1 e Engrenagem 2), calcule os seguintes parâmetros (Não esqueça de apresentar seus cálculos de forma clara e organizada):

1. a) Diâmetro Primitivo (dp​) 
2. b) Diâmetro Externo (de​) 
3. c) Diâmetro Interno (di​)
4. d) Altura do dente (h)
5. e) Altura da cabeça do dente (a)
6. f) Altura do pé do dente (b)
7. g) Passo (P)
8. h) Após calcular os parâmetros de cada engrenagem, calcule a Distância entre Centros (d) para que este par de engrenagens possa engrenar corretamente.

Finalização

Parabéns! Você concluiu com sucesso a atividade MAPA da disciplina de Elementos de Máquinas para Transmissão de Movimento.

Ao longo desta jornada, você não apenas revisou conceitos fundamentais sobre polias, correias e engrenagens, mas também aplicou seu conhecimento de forma prática, resolvendo problemas de dimensionamento e cálculo de rotações em sistemas reais. Cada cálculo, cada análise de situação-problema, contribuiu significativamente para o desenvolvimento das suas competências como futuro profissional da área mecânica.

As habilidades que você aprimorou neste MAPA – desde a interpretação de diagramas e dados técnicos até a execução de cálculos precisos e a compreensão da importância de cada componente – são essenciais no dia a dia da indústria. Elas o preparam para projetar, manter e otimizar máquinas e equipamentos, garantindo eficiência, segurança e durabilidade.

Continue dedicando-se aos estudos e buscando o aprimoramento contínuo. O universo da engenharia mecânica é vasto e desafiador, mas com a base sólida que você está construindo, o sucesso será uma consequência natural do seu esforço.

Desejo a você muito sucesso em sua jornada acadêmica e profissional!

Até a próxima!