Universidade Federal de Santa Catarina

Centro de Engenharia da Mobilidade

Campus Joinville

Disciplina: Mecanismos

EMB 5105 – Turma B

Pedro Romano Durigan Neto – 13106628

Vinícius Martins Freire - 15159434

RELATÓRIO 2 – Síntese Gráfica Mecanismo Watt – Máquina a vapor

1. OBJETIVOS

Este trabalho consiste em se fazer uma síntese de dimensionamento de uma máquina a vapor baseado no mecanismo de Watt. A síntese recomenda é a síntese gráfica. O problema a ser resolvido está ilustrado na figura abaixo.

O mecanismo será formado pelo pistão de acionamento que executará uma trajetória retilínea guiado por um cilindro. O curso do pistão é de 100 mm. Assim, deve-se desenvolver um mecanismo em que o acoplador apresente um movimento com a trajetória muito próxima de uma reta. Esta condição pode ser alcançada utilizando-se um mecanismo de Watt. O acoplador foi determinado com distância entre os furos de 100 mm e deve ficar inclinado a 10º na posição superior e a -10º na posição inferior. O movimento do acoplador deverá ser conectado a uma manivela para que o movimento do pistão (movimento linear) seja aproveitado em um movimento rotacional de 360º da manivela.

O resultado do mecanismo deverá apresentar as dimensões das peças e o desenho de montagem, ilustrando a posição inicial e final das partes.

Fig. 1 – Dimensões e Posições Mecanismo Watt

2. EQUAÇÕES Para os cálculos das posições dos componentes do mecanismo utilizamos o método de Freudenstein. Segue abaixo as equações utilizadas:

𝛾 = 𝜃4 − 𝜃3 Legenda:

𝑟1= Elo terra 𝑟2= Manivela 𝑟3= Acoplador 𝑟4= Seguidor 3. SÍNTESE MECANISMO Passo a Passo: 1) Foi escolhido como seria feito a síntese. Nesse caso de síntese gráfica, foi utilizado o SolidWorks, programa computacional de auxílio de desenho (CAD). 2) Foi feita a síntese do mecanismo watt, onde duas barras com o dobro do tamanho do acoplador, são fixadas com base na posição final e inicial. 3) Construiu-se um mecanismo de 4 barras para acionamento do Mecanismo Watt.

Fig. 2 – Dimensões e Posições dos Mecanismos Watt e 4 barras

Tamanho dos elos que compõe o mecanismo 4 barras:

𝑟1 𝑟2 𝑟3 𝑟4

170,69mm 25mm 150mm 85,2mm

Obedecem a condição de Grashof, que S+L ≤ P+Q:

170,69+25 ≤ 150+85,2 195,69mm ≤ 235,2mm

E obteve-se o ângulo de transmissão do dispositivo 4 barras, para saber da eficiência de seu movimento.

Fig. 3 – Gráfico do ângulo de transmissão

Os ângulos de transmissão tiveram valores bem satisfatórios, ficaram na faixa de 70° a 110°. Valores bem perto do ótimo, que é 90°. Mostra assim, que trata-se de um mecanismo bem eficiente.

70

75

80

85

90

95

100

105

110

0,0 90,0 180,0 270,0 360,0

Ân

gulo

de

Tra

nsm

issã

o (

°)

Ângulo da Manivela (°)

Mecanismo Watt