introdução a projeto de mecanimos
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1Projetos de Mecanismos (PMN)
Prof. Dr. Eng Waldemar Bonventi Jr.
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2Tpicos1. Introduo. Descrio e classificao geral dos
mecanismos.2.Configuraes. Graus de liberdade. Mecanismos
bsicos.3.Anlise cinemtica dos mecanismos.4.Anlise dinmica dos mecanismos.5.Perfis conjugados (camos e engrenagens).6.Sntese dos mecanismos.7.Projeto de mecanismos articulados.8.Introduo aos mecanismos tridimensionais.
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3Bibliografia SHIGLEY, J.E. Cinemtica dos Mecanismos e
Dinmica das Mquinas, Edgard Blucher, 1970 DENAVIT, J., HARTENBERGER, R.S. Kinematic
Synthesis of Linkages, McGraw-Hill, 1964. SCLATER, N.; CHIRONIS, N. Mechanisms and
Mechanical Devices Sourcebook, 3rd ed., McGraw-Hill Professional, 2001.
MADUREIRA, O., VON LANGENDONCK, C.T. Introduo aos Mecanismos de Camos, Grmio Politcnico DLP-USP, 1970.
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4AvaliaoMp = (P1 + P2)/2
Mf = (0,8 Mp + 0,2 T)
Se Mf > 5,0 aprovadoSe Mf < 5,0 fazer P3E a nova mdia calculada comoMp = (P1 + P2+ P3)/3M
f = (0,8 Mp + 0,2 T)
SendoMf Mdia final
P1 1 Prova
P2 2 Prova
P3 3 ProvaT Mdia dos trabalhos em sala de aula, laboratrio e extra-
classe.
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5Introduo Os projetos de engenharia consistem na
criao de planos de mquinas, estruturas, sistemas ou idealizao de processos, para realizarem funes bem definidas.
Um projeto mecnico o conjunto de operaes necessrias para realizar a construo ou montagem de uma mquina, dispositivo ou processo. Concepo e disposio de peas que satisfaam
determinado objetivo. Definio da geometria, material, fabricao e
montagem.
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6Introduo Um projeto compe-se das seguintes etapas:
1.Reconhecer e constatar sua necessidade.2.Estudo de solues possveis e seleo de uma,
que ser estudada com mais detalhes.3.Delinear o anteprojeto da mquina, estrutura,
sistema ou processo selecionado. Definir as especificaes.
4.Dimensionar todos os componentes e preparar os desenhos e espeficicaes mais detalhadas.
Fases iniciais: criativas. Fases finais: decises encadeadas.
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7Introduo Definir primeiramente o
que ser criado. Criao => arte
No projeto, o conjunto e a disposio das peas consistir normalmente de um ou mais mecanismos.
Para a escolha destes mecanismos, o projetista deve conhecer o maior nmero possvel deles.
Bom senso + ensaios + experincia.
Outros fatores: Atrito, desgaste e
aquecimento Utilidade Custo Segurana Rudo Aparncia Versatilidade Controle Resistncia e rigidez Lubrificao ...
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8Introduo1. Arranjo cinemtico2. Estudo das foras
externas e internasnem todas as aceleraes so conhecidas, pois as massas das partes mveis ainda esto indefinidas
3. Projetos dos elementos de mquinas utilizados
complementar estudo da fase 2.
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9Introduo Mecanismo: conjunto de elementos de
mquinas interligados para produzir um movimento especfico. mbolo + biela + manivela de um motor ou
compressor Engrenagens acopladas (trem de engrenagens) Duas polias ligadas por uma correia V
Deve ser projetado: Geometria deve atender as caractersticas dos
movimentos desejados Requisitos de espao
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Introduo Anlise cinemtica: mtodos usados para
equacionar o movimento dos mecanismos Sntese cinemtica: configurao final de um
mecanismo que produz os movimentos preestabelecidos
Cinemtica: estudo do movimento independentemente das foras que o originaram Posio, geometria, deslocamento, rotao,
velocidade, acelerao
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Introduo Exemplo: motor ou compressor
Que relao existe entre o movimento do mbolo e a rvore de manivelas?
Qual a velocidade de deslizamento entre as superfcies lubrificadas do mbolo e do cilindro, para as vrias posies do mbolo?
Qual a direo e o mdulo da acelerao do mbolo e de que forma variam durante um ciclo completo?
Que trajetria descreve o centro de gravidade da biela?
Que diferenas h entre os movimentos de um motor de curso longo e curto?
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Sistemas de classificao de mecanismos Funcional
Considera o mecanismo completo (caixa-preta) Tais caixas-pretas podem ser subdivididas em outras
=> cada uma com sua funo Sistema = coleo de mecanismos
Estrutural Considera a natureza das partes = movimento relativo
entre elas. Conexo entre partes. Transformao de movimentos entre seus
componentes de entrada e de sada = forma de interligao: rolamentos, deslizamentos, barras, conectores flexveis, ganchos, ressaltos, ...
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Classificao de acordo com o mecanismo Alavanca de Bell Engrenagem de desvio
(bevel gear) Camo (came) Card Manivela Manivela deslizante Engrenagens Mecanismo intermitente de
Genebra
Alavanca Conexes vinculadas Pisto Polias Pinho e cremalheira Catraca Movimento recproco Coroa-parafuso
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Alavanca de Bell
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Engrenagem de desvio(bevel gear) Inclinao do eixo de rotao e velocidade
angular (pela proporo entre dentes)
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Camo (came)
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Card
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Manivela
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Manivela deslizante
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Engrenagens
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Mecanismo intermitente de Genebra
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Alavanca
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Alavancas
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Vnculos, conexes
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Pisto
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Polias
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Pinho e cremalheira
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Catraca
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Movimento recproco
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Retorno rpido
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Coroa-parafuso
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Mecanismos compostosescape de relgio
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Mecanismos compostos
Mquina de Stirling
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Mquina de Stirling (2)
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Catapulta Trebuchet
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Mquina a vapor
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Mquina a vapor de Mamod
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Classificao de acordo com o mecanismo Geradores de movimento retilneo
Watt Scott-Russell Peaucelier Tchebicheff Trem de engrenagens epicclicas
Converso movimento linear rotao Manivelas Balancim de Scotch Movimento linear intermitente
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Watt
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Scott-Russell
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Peaucellier
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Tchebicheff
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Junta de Scotch
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Intermitente linear
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Retorno rpido de Whitworth
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Classificao de acordo com o mecanismo Conexo de quatro
barras Arraste Manivela + oscilao Oscilao dupla Gerador de funes
Escapes Genebra (Geneva) De relgio
Mistos Retorno rpido de
brao oscilante Retorno rpido de
Whitworth Zper Pinho e cremalheira
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Conexes de quatro barrasBarra de arraste
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Conexes de quatro barrasManivela oscilante
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Conexes de quatro barrasManivela dupla
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Gerador de funo quadrtica
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Cremalheira e pinhomostrando a curva involuta e o contato linear
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Classificao de acordo com o movimento
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Converses de movimentos Linear p/ rotativo: cremalheira e pinho Transformao linear: polia, alavanca Transformao direcional: alavanca de sinos Oscilatrio p/ recproco: biela, camo Oscilatrio p/ rotativo: biela Oscilatrio p/ intermitente: catraca Oscilatrio p/ irregular: camo Recproco p/ rotativo: pisto Recproco p/ oscilatrio: vnculos (homem + martelo) Recproco p/ intermitente: catraca Recproco reflexivo: alavanca, polia Rotativo p/ linear: roda Rotativo p/ recproco: pisto, card Rotativo p/ oscilatrio: biela, retorno rpido Rotativo p/ intermitente: Genebra Rotativo p/ irregular: camo Irregular: esta parte do mecanismo no usada como motora Intermitente: o elemento que realiza o movimento usado como final
da transmisso do movimento