PORTFÓLIO - MIND - IMERSÃO PROFISSIONAL: SISTEMAS DE TRANSMISSÃO MECÂNICA - 53_2025

PORTFÓLIO - MIND - IMERSÃO PROFISSIONAL: SISTEMAS DE TRANSMISSÃO MECÂNICA - 53_2025

Elementos de Máquinas para Transmissão de Movimento

Olá, estudante!

Seja muito bem-vindo à nossa atividade MAPA da disciplina Elementos de Transmissão. O tema desta atividade será a Elementos de Máquinas para Transmissão de Movimento. A atividade está dividida em três etapas, que buscam abordar desde os fundamentos da usinagem até o controle de qualidade dimensional:

Suas principais tarefas neste MAPA serão:

- Etapa 1: Calcular o sistema de transmissão de rotação de uma furadeira.

- Etapa 2: Calcular um sistema de transmissão de um redutor de velocidade com engrenagens cilíndricas helicoidais.

- Etapa 3: Dimensionar um sistema de transmissão de velocidade.

Prepare-se para desenvolver competências essenciais para sua formação técnica e futura atuação profissional! Vamos em frente?INSTRUÇÕES DE ENTREGA

- Este é um trabalho INDIVIDUAL.

- As respostas devem ser entregues utilizando o Modelo de Resposta MAPA Elementos de Transmissão, disponível no seu ambiente da disciplina.

- Todas as referências utilizadas devem ser citadas ao final de cada questão.

- O arquivo final deverá ser enviado em formato DOC, DOCX ou PDF, e apenas esses formatos serão aceitos.

- O envio do arquivo deve ser feito exclusivamente pelo campo “MAPA” do Studeo.

- Preencha as respostas com clareza, organização e profundidade. Quanto mais bem elaborado e fundamentado for o seu trabalho, melhor será seu desempenho na avaliação.

Evite Problemas Comuns:

- Nomeie o arquivo com um nome simples para evitar confusões.

- Se utilizar editores alternativos, como o OpenOffice ou dispositivos da Apple, gere o arquivo em PDF.

- Certifique-se de estar enviando o arquivo correto, da disciplina certa e devidamente preenchido.

Como enviar:

- Acesse o ambiente da disciplina no Studeo.

- Clique na aba “MAPA”.

- Na caixa de envio tracejada, clique e selecione seu arquivo.

- Antes de clicar em “Finalizar”, revise tudo com atenção.

- Recomendo que faça o download do arquivo enviado para garantir que ele esteja correto.

Sobre plágio:

- Trabalhos copiados da internet, de colegas ou de anos anteriores serão anulados.

- A equipe de mediação está à sua disposição no campo “Fale com o Mediador”, dentro do Studeo. Utilize esse recurso para tirar suas dúvidas!Você está preparado?

Esta atividade MAPA foi cuidadosamente elaborada para que você possa aprofundar seus conhecimentos sobre os elementos de máquinas fundamentais na transmissão de movimento. Ao longo das etapas, você terá a oportunidade de:

- Compreender a importância vital de polias, correias e engrenagens no cenário industrial moderno.

- Identificar os diferentes tipos desses elementos e suas aplicações, vantagens e desvantagens específicas.

- Aplicar os conhecimentos teóricos na resolução de problemas práticos de dimensionamento e cálculo de rotações em sistemas de transmissão.

- Desenvolver a capacidade de realizar cálculos precisos de componentes de engrenagens, como diâmetros, passo e distância entre centros, essenciais para o projeto mecânico.

Prepare-se para desenvolver competências essenciais que farão a diferença em sua formação técnica e futura atuação profissional! Vamos em frente?Etapa 1 – Sistemas de Polias e Correias

Os sistemas de polias e correias constituem um dos métodos mais antigos e versáteis de transmissão de potência mecânica, sendo amplamente utilizados em diversos setores industriais. Sua popularidade advém da simplicidade de construção, custo relativamente baixo e capacidade de transmitir movimento entre eixos que podem estar afastados. As polias são peças cilíndricas que giram em torno de um eixo, e sua função principal é guiar a correia e transmitir a força tangencial.

Existem diferentes tipos de polias, classificadas principalmente pela forma de sua superfície de contato com a correia. As polias planas são caracterizadas por uma superfície de contato reta ou abaulada, sendo a abaulada mais eficaz para guiar a correia e evitar que ela escape. Já as polias trapezoidais, ou polias em "V", possuem um perfil em V na sua superfície, que se encaixa no formato correspondente da correia trapezoidal, proporcionando maior atrito e, consequentemente, uma transmissão de potência mais eficiente e sem deslizamento.

As correias, por sua vez, são elementos flexíveis que envolvem as polias e são responsáveis por transmitir o movimento e a força. As correias planas são as mais antigas e simples, adequadas para transmissão de potência moderada e em distâncias maiores. No entanto, são mais suscetíveis a deslizamento. As correias trapezoidais, também conhecidas como correias em "V", são mais eficientes na transmissão de potência devido ao seu formato que se encaixa no sulco da polia, aumentando o atrito e a capacidade de transmissão de torque. Elas são ideais para aplicações onde a potência a ser transmitida é maior e o espaço é mais restrito.

Entre as vantagens dos sistemas de polias e correias, destacam-se a capacidade de absorver choques e vibrações, o funcionamento silencioso (especialmente com correias trapezoidais), a proteção contra sobrecargas (a correia pode deslizar em caso de bloqueio), e a facilidade de instalação e manutenção. Além disso, permitem uma boa relação custo-benefício em muitas aplicações.

No entanto, esses sistemas também apresentam desvantagens. O deslizamento da correia pode levar à perda de potência e variação na relação de transmissão. A vida útil das correias é limitada e requer substituição periódica, e a transmissão de potência pode ser limitada em comparação com outros sistemas, como as engrenagens, especialmente em altas cargas. A temperatura de operação e a presença de agentes como óleo e umidade também podem afetar a vida útil e o desempenho das correias.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!