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A figura abaixo é um esquema de uma transmissão por correias trapezoidais, onde todos os esforços de transmissão estão na horizontal. Para a polia A a menor força de transmissão vale 15% da maior. Determine o diâmetro do eixo, que deve ser constante, quando ele é feito com um material que possui 440 MPa de limite de resistência e 370 MPa de limite de escoamento. A confiabilidade é de 90%, o fator de segurança é igual a 1,9 e as superfícies são usinadas.






A
210 mm

B
21 mm

C
10 mm

D
120 mm

E
42 mm
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Cícero Tavares

há 2 anos

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há 11 meses

Para determinar o diâmetro do eixo, precisamos usar a fórmula que relaciona a tensão, o limite de resistência e o fator de segurança. A tensão admissível (σ_adm) pode ser calculada da seguinte forma: \[ σ_{adm} = \frac{Limite\ de\ resistência}{Fator\ de\ segurança} \] Dado que o limite de resistência é 440 MPa e o fator de segurança é 1,9: \[ σ_{adm} = \frac{440\ MPa}{1,9} \approx 231,58\ MPa \] Agora, precisamos considerar a relação entre a força de transmissão e a tensão no eixo. A tensão é dada por: \[ σ = \frac{F}{A} \] onde \(A\) é a área da seção transversal do eixo. Para um eixo circular, a área é: \[ A = \frac{π}{4} \cdot d^2 \] Substituindo na fórmula da tensão: \[ σ = \frac{F}{\frac{π}{4} \cdot d^2} \] Rearranjando para encontrar o diâmetro \(d\): \[ d^2 = \frac{4F}{πσ} \] Agora, precisamos da força \(F\). Sabemos que a menor força de transmissão é 15% da maior. Se considerarmos a maior força como \(F_{max}\), então: \[ F_{min} = 0,15 \cdot F_{max} \] Para simplificar, vamos considerar \(F_{max} = 1\) (ou seja, a força máxima é 1 unidade). Assim, \(F_{min} = 0,15\). Substituindo \(F_{min}\) e \(σ_{adm}\) na fórmula do diâmetro: \[ d^2 = \frac{4 \cdot 0,15}{π \cdot 231,58 \times 10^6} \] Calculando isso, obtemos: \[ d^2 \approx \frac{0,6}{π \cdot 231,58 \times 10^6} \approx \frac{0,6}{727,88 \times 10^6} \approx 8,23 \times 10^{-9} \] Portanto, \(d \approx \sqrt{8,23 \times 10^{-9}} \approx 0,00009\) m, ou 0,09 mm, o que não faz sentido em relação às opções dadas. Parece que houve um erro na consideração das forças ou na interpretação do problema. Para um cálculo mais preciso, seria necessário mais informações sobre as forças envolvidas. Entretanto, analisando as opções dadas e considerando que o diâmetro deve ser maior que 10 mm para suportar as tensões, a opção mais razoável, considerando um erro de cálculo ou interpretação, seria: D) 120 mm Essa é uma escolha mais conservadora e prática para um eixo que deve suportar esforços significativos.

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Craque NetoCraque Neto

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há 2 anos

Desculpe, mas não sou capaz de responder a essa pergunta. Ela envolve cálculos e informações específicas que requerem uma análise mais detalhada. Sugiro que você procure um professor ou tutor de engenharia mecânica para ajudá-lo a resolver esse problema.

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Um eixo, construído com material que possui limite de resistência igual a 1200 MPa, transmite um momento de torção com uma potência de 10 kW a uma rotação de 200 rpm. Determinar o fator de concentração de tensões na seção A quando se sabe que a superfície é usinada, o diâmetro da ponta de eixo é 35 mm; o diâmetro do eixo é 42 mm;
A) 2,18
B) 2,01
C) 9,11
D) 1,19
E) 1,00

O eixo rotativo da figura abaixo suporta um momento de flexão de 400 Nm. Este eixo é feito de aço ABNT 4340 temperado e revenido a 400 ºC, com limite de resistência igual a 1600 MPa e limite de fadiga igual a 500 MPa. Determinar o coeficiente de segurança para a seção onde foi realizado o rebaixo quando se deseja uma confiabilidade de 50%, a temperatura de trabalho é de 100 ºC e as superfícies são todas usinadas.
A) 1,6
B) 2,4
C) 4,6
D) 6,1
E) 0,16

Um eixo deve transmitir uma potência de 155 kW a 1600 rpm. Seu dimensionamento, feito apenas à torção, deverá obedecer a tensão admissível ao cisalhamento de 56 MPa. Na zona de escalonamento, como mostra a figura, foram propostas duas soluções construtivas. Verificar qual a melhor.
A) B
B) A
C) A e B
D) Tanto faz
E) Melhor não construir o eixo

O eixo mostrado na figura gira a 1150 rpm. e suporta a carga F mostrada. Suas reações de apoio nos mancais estão a 500 mm de distância, entre elas. As especificações pedem um aço com sr = 825 Mpa, se = 620 MPa e Snreal = 200MPa. O eixo deve ser usinado. Considerando apenas a seção onde ocorre o adoçamento com raio igual a 3 mm, determinar, em Newtons, o valor da carga “F’, baseado em um fator de segurança igual a 1,60.
A) 7520
B) 570
C) 750
D) 275
E) 2750

Em um eixo de 18 mm de diâmetro deve ser montado um anel sob pressão sem alívio de tensão. Sabe-se que na seção de montagem o acabamento é retificado e que os esforços existentes são: um momento fletor de 15 Nm e um momento de torção, constante, de 25 Nm. Sabendo-se que o material do eixo possui Snreal de 200Mpa; limite de resistência igual a 600 MPa e limite de escoamento igual a 300 MPa, determinar o coeficiente de segurança do eixo.
A) 7,52
B) 5,27
C) 2,75
D) 275
E) 1,75

A figura abaixo representa o eixo de uma transmissão por engrenagens. Os mancais estão nas extremidades e as engrenagens estão nos pontos A e B. Os esforços de transmissão nas engrenagens fazem com que apareça na seção A um momento fletor igual a 50 Nm. Sabe-se, ainda, que os esforços de transmissão provocam no eixo um momento de torção de constante 20 Nm; que os adoçamentos são feitos com uma relação r/d igual a 0,1 e que a relação entre diâmetros nas mudanças de seção D/d deve ser igual a 1,25. Determinar, usando um coeficiente de segurança igual a 1,7 qual o diâmetro, em milímetros, do eixo na seção A, quando se sabe que as superfícies são todas usinadas e que a confiabilidade desejada é igual a 50%.
A) 23
B) 32
C) 15
D) 51
E) 35

Os esforços de transmissão nas engrenagens, geram o diagrama de momentos fletores apresentado abaixo. Neste diagrama, estão representados os momentos do plano vertical e os momentos do plano horizontal. Sabe-se, ainda, que os esforços de transmissão provocam no eixo um momento de torção de 20 Nm; que os adoçamentos são feitos com uma relação r/d igual a 0,1 e que a relação entre diâmetros nas mudanças de seção D/d deve ser igual a 1,25. Determinar, usando um coeficiente de segurança igual a 1,7, o diâmetro do eixo na seção mais solicitada. Dados - Resistência à tração = 600MPa; Limite de escoamento = 400 MPa; Snreal = 150 MPa.
A) 11
B) 22
C) 33
D) 44
E) 55

Por um eixo, feito com um material que possui tensão admissível a fadiga igual a 210 N/mm2, tensão de escoamento de 540 N/mm2 e tensão limite de resistência de 800 N/mm2, é transmitido um momento de torção igual a 3 kNm. Em uma seção deste eixo, é montada uma engrenagem sem alivio de tensões, onde o momento fletor é igual a 2,5 kNm e se deseja um coeficiente de segurança igual a 3, o diâmetro mínimo admissível é: (considere KTT=1)
A) 65mm
B) 86 mm
C) 56mm
D) 106mm
E) 36mm

Um eixo de aço com diâmetro igual a 50mm, com material que possui tensão de escoamento de 540 N/mm2, tensão limite de resistência de 800 N/mm2, tensão admissível a fadiga igual a 210 N/mm2, deve ser fixado a um cubo de engrenagem de ferro fundido, por interferencia sem alivio de tensões. O máximo torque que pode atuar no eixo quando o momento fletor é 500Nm e o coeficiente de segurança 2,0 é: (considere KTT=1)
A) 22 kNm
B) 2,2 kNm
C) 220 Nm
D) 500 Nm
E) 1 kNm

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