Este documento descreve os principais componentes mecânicos e suas aplicações em máquinas, dividindo-os em três categorias: elementos de apoio, elementos de transmissão e elementos de ligação. Detalha os tipos de eixos, engrenagens, correias, polias e outros elementos de transmissão, bem como buchas, guias, rolamentos e outros elementos de apoio.
Tecnólogo em Mecatrônica - Universidade Anhanguera
Elementos de maquinas/desenho mecanico unifor
1. Componentes Mecânicos e suas aplicações
como elementos de maquinas
ALUNOS: Matheus Barrocas Conde- 1311020
Deodato Nogueira Diogenes-1410929
Centro de ciências tecnológicas.
Turma de Engenharia Mecânica.
Desenho mecânico – Prof. Ruy Barbosa.
2. Introdução
Existem diversos tipos de componentes
mecânicos todos tem como finalidade ajudar
na realização da montagem dos componentes
de uma maquina,esses componentes pode se
agrupar em três tipos:
• Elementos de apoio
• Elementos de transmissão
• Elementos de ligação
3. Desenvolvimento
• Elementos de transmissão: são componentes
mecânicos com a finalidade de transmitir
movimento de rotação ou axial,potencia,
entre mais de um,ou apenas um elemento
dentro de uma maquina.
4. Elementos de transmissão
Nos elementos de transmissão encontramos:
- Eixos
- Árvores
- Polias
- Engrenagens
- Correias
- Correntes
- Rodas por atrito
- Cabos de aço
5. • Eixos: os eixos são componentes
mecânicos,muitas vezes fixos,designados a
receber outros elementos de construção na
montagem de uma peça,como rodas e
engrenagens
• Árvore ou eixo-árvore: arvores são eixos
especiais,contemplam as mesmas funções dos
eixos,contudo estão submetidos ao esforço de
torção
6. Quanto a sua classificação:no mercado podemos
encontrar diversos tipos de eixos e arvores pra
variadas aplicações, dentre eles:
- Eixos maciço
8. • Eixos cônicos:eixo mais empregado quando se deseja
obter alinhamento preciso dos elementos
montados,pois a forma cônica do eixo garante o
encontro entre as linhas centro do s elementos .
10. • Eixos vazados:possui mesma finalidade do eixo maciço,mas
é mais leve e também é utilizado quando se pretende fixar
elementos com comprimentos maiores.
14. • Eixo-árvore ranhurados:esse eixo apresenta
ranhuras que vão se encaixar na peça
designada,garantindo a montagem
precisa,travamento,mas sua função principal é
transmitir o movimento rotacional q necessita de
uma força considerável.
16. • Eixo-árvore estriado:esse eixo possui
determinadas estrias que são empregadas
com a finalidade de garantir a
concetricidade,ale de evitar a rotação relativa.
20. • Polias:são componentes mecânicos cilíndricos
que apresentam movimento rotacional no qual
transmitem o movimento,elas funcionam com
correias ou em um eixo de motor,formando assim
um sistema de transmissão.
21. • Tipos de polias:existem no mercado diversos
tipos de polia,como podemos observar no
quadro a seguir:
22.
23. • Engrenagens:são componentes mecânicos
cilíndricos que apresentam dentes em sua
estrutura e tem como finalidade transmitir
movimento de rotação entre dois eixos,esse
movimento se deve ao contato entre os dentes
das engrenagens.
24. Tipos de engrenagem
• Engrenagem cilíndrica de dentes retos
• Engrenagem cilíndrica de dentes helicoidais
• Engrenagem cônica
25. • Engrenagem cilíndrica de dentes retos:é a engrenagem
mais comum de ser encontrada,possui dentes paralelos
entre si e também ao eixo,muito designada quando se
tem uma baixa rotação,seu custo também é baixo
comparada as demais
26. • Engrenagens cilíndrica de dentes helicoidais:são
engrenagens cujo os dentes estão distribuídos em forma de
helicoide em relação ao eixo,que pode estar posicionado
paralelamente em relação a outro eixo ou de forma
reversa,é uma engrenagem muito utilizada quando se tem
uma alta rotação por ela ser bem mais silenciosa.
27. • Engrenagens cônicas:são engrenagens em formato cônico,podem
possuir dentes retos ou helicoidais,como observadas nas
cilíndricas,esse tipo de engrenagem tem como objetivo transmitir
movimento de eixos perpendiculares entre si,por tanto sua
utilização se emprega quando se quer obter mudança na direção no
movimento.
28. • Cremalheira:é uma barra onde estão dispostos
dentes onde ocorre a movimentação de uma
engrenagem,sua utilização se deve ao fato dessa
transformar movimento radial em axial.
29. • Engrenagem parafuso sem fim:é uma engrenagem
cujo o si tema apresenta um parafuso rosca sem
fim,que é o elemento que vai se movimentar
radialmente fazendo a engrenagem girar também e
não o inverso.
30. • Cabos de Aço:são componentes
mecânicos,destinados a geralmente suporta
peso,podendo se movimentar na vertical,na
horizontal e inclinadamente,como vemos em
guindastes
31. • Correntes:são componentes de maquinas que assim
como os cabos de aço podem transmitir movimento e
suportar peso,porem essa também pode transmitir
potencia,muito aplicada quando não há espaço para a
utilização de engrenagens.Existem diversos tipos de
correntes,correntes de rolos,correntes de
buchas,correntes de dentes e correntes de elos
fundidos
32. • Rodas por atrito:são componentes mecânicos,que
possibilita a transmissão de movimento através do
atrito entre os eixos dispostos de forma paralela entre
si,contudo só é empregado em situações onde ocorre
baixos esforços.
33. • Correias:componentes mecânico destinado a
transmitir geralmente movimento entre
polias,formando assim junto com essas um
sistema de transmissão
34. • Tipos de correias:as correias podem ser do
tipo plana lisa,plana dentada,trapezoidal lisa e
trapezoidal dentada,como pode se observar a
seguir.
35. Elementos de apoio
• Os elementos de apoio servem como
acessórios auxiliares para o funcionamento da
máquina. Dentre os elementos de apoio estão
a buchas, guias, rolamentos e mancais. Tendo
a bucha e os mancais o uso de forma
conjunta.
36. Buchas
Desde o surgimento das rodas e dos eixos, o homem deparou-se com o
problema do atrito, a qual provocava o desgaste prematuro, havendo assim a
necessidade de criar-se um anel metálico entre o eixo e as rodas, chamado
bucha, passando assim a constituir um elemento de apoio.
• As buchas são elementos de máquinas de forma cilíndrica ou cônica.
• Servem para apoiar eixos e guiar brocas e alargadores
• Fazem uma fixação segura e de fácil montagem e desmontagem
• Não a necessidade de rasgos e chavetas
• As buchas podem ser fabricadas de metal antifricção ou de materiais
plásticos.
37. Tipos de buchas
• As buchas podem ser classificadas quanto ao
tipo de solicitação. Nesse sentido, elas podem
ser de fricção radial para esforços radiais, de
fricção axial para esforços axiais e cônicas para
esforços nos dois sentidos.
38. Buchas de fricção Axial
• Essa buchas são desenvolvidas e planejadas
para suportarem todos os esforços que hajam
nela no sentido vertical.
40. Buchas de fricção Radial
• Essas buchas podem ser de varias formas. As
mais comuns são feitas de um corpo cilíndrico furado,
sendo que o furo possibilita a entrada de lubrificantes.
• São usadas em peças para cargas pequenas e
em lugares onde a manutenção seja fácil.
• são cilíndricas na parte interior e cônicas na
parte externa. Os extremos são roscados e
tem três rasgos longitudinais, o que permite o reajuste das buchas nas peças.
41. Buchas cônica
• Esse tipo de bucha é usado para suportar um
eixo do qual se exigem esforços radiais e
axiais.
• Por necessitarem de um dispositivo de fixação,
não costumam ser muito utilizadas.
42. Buchas-guia
• Usadas para furação e alargamento
• Orientam uma ferramenta para que ela possa se auto
posicionar em um dispositivo de furação. Tendo a
posição correta de uma superfície usinada.
• São elementos de precisão, sujeitas a desgastes por
atrito, por isso são feitas de aço duro, com superfície
bem lisa e de preferência retificadas.
• Tem como finalidade, manter um eixo comum entre
a bucha e o furo, ficando em posição coaxial
44. Mancais
• Este elemento é um suporte de apoio de eixos e rolamentos que são
elementos girantes de maquinas
• Tem como função minimizar o atrito e assim, aumentar o rendimento do
sistema mecânico entre partes que se movem entre si.
• A aplicação dos mancais pode ser observada na relação entre eixos e
carcaças de redutores e entre carros e barramentos de maquinas-
ferramentas.
45. Mancais de deslizamento
• Estes mancais referem-se a concavidades nas quais as pontas de um eixo se
apoiam.
• A principal função destes é servir de apoio e guia para eixos girantes.
• Os materiais de construção dos mancais de deslizamento devem ser bem
selecionados e apropriados a partir da concepção do projeto de fabricação.
• Geralmente, são constituídos por uma bucha, fixada num suporte.
• São usados em máquinas pesadas ou em equipamentos de baixa rotação, porque
a baixa velocidade evita o superaquecimento dos componentes expostos ao atrito.
• A utilização de buchas e lubrificantes permite reduzir o atrito, melhorando a
rotação do eixo.
46. Mancais de rolamento
• Estes tipos de mancais são empregados para comportar esferas ou rolos
nos quais o eixo se apoia.
• A carga principal é transferida por meio de elementos de contato, por
rolamento em vez de deslizamento.
• Fabricados para suportar cargas que atuam perpendicularmente ao eixo,
tais como os rolamentos dos cubos de rodas
• Os mancais de rolamento limitam, ao máximo, as perdas de energia em
consequência do atrito.
• São geralmente constituídos de dois anéis concêntricos, entre os quais são
colocados elementos rolantes como esferas, roletes e agulhas
47. Comparação - Mancais de
rolamento
• Muita sensibilidade a choques.
• Pouca tolerância para carcaça e alojamento do eixo.
• Não suportam cargas muito elevadas.
• Ocupam maior espaço radial.
• Apresentam maior dificuldade de alinhamento durante a
montagem.
• Maior custo para o caso de mancais pequenos e médios,
devido à maior padronização e quantidade de fabricação
dos rolamentos.
• Não podem trabalhar em baixas velocidades de rotação,
exceto os mancais hidrostáticos.
48. Comparação - Mancais de
deslizamento
• Podem trabalhar em maiores velocidades e a temperaturas mais elevadas
• Pouca lubrificação.
• Condições de intercâmbio internacional.
• Não desgasta o eixo.
• Evita grande folga no decorrer do uso.
• Maior capacidade de carga, devido à maior área efetiva de "contato“
• Maior resistência a ferrugem e corrosão.
• Mais facilidade de montagem e desmontagem na máquina em questão.
49. Guias
• A guia é um elemento de máquina que mantém, com certo
rigor, a trajetória de determinadas peças.
• Em movimentos retilíneos, geralmente utiliza-se guias
constituídas de peças cilíndricas ou prismáticas e abertas ou
fechadas.
• Classificam-se em dois grupos, guias de deslizamento e de
rolamento.
53. Guias de deslizamento -
Barramento
• Geralmente, o conjunto de guias de deslizamento, o
barramento, é feito com ferro fundido.
• Conforme a finalidade do emprego da guia, ela pode ser
submetida a um tratamento para aumentar a dureza de sua
superfície.
• O Barramento é muito utilizado em máquinas operatrizes.
54. Guias de deslizamento
• Nas maquinas operatrizes são empregadas
combinações de vários perfis de guias de
deslizamentos, conhecidos como barramento
55. Guias de deslizamento -
Lubrificação
• Em geral, as guias são lubrificadas com óleo, o qual é
introduzido entre as superfícies em contato através de
ranhuras ou canais de lubrificação.
• A lubrificação é muito importante para a conservação das
guias.
56. Guias de rolamento
• As guias de rolamento geram menor atrito que as
guias de deslizamento. Isto ocorre porque os
elementos rolantes giram entre as guias.
• Os elementos rolantes podem ser esferas ou roletes.
58. Rolamento fixo de uma carreira de
esferas
• Próprio para altas rotações e suportando cargas
radiais e pequenas cargas axiais.
• Tem a capacidade de ajustar o ângulo de forma
limitada.
• Precisa-se de um alinhamento perfeito entre o eixos
e os furos da caixa
59. Rolamento de contato angular de
uma carreira de esferas
• Suporta cargas em um só sentido
• Deve ser montado sempre sobre outro
rolamento
para que esse outro rolamento possa receber a
carga axial no sentido contrário.
60. Rolamento autocompensador de
esferas
• Ele possui duas carreiras de esferas, onde
corre na pista esférica do anel da esfera.
• O rolamento se ajusta ao ângulo, compensado
um possível desalinhamento ou uma possível
flexão do eixo.
61. Rolamento de rolo cilíndrico
• Rolamento próprio para cargas radiais
pesadas.
• E os seus componentes são separáveis,
facilitando assim a sua montagem e
desmontagem.
62. Rolamento autocompensador de
uma carreira de rolos
• Utilizado onde se exige uma grande
capacidade de suportar cargas radiais.
• Compensa também as falhas de alinhamento.
63. Rolamento autocompensador de
duas carreiras de rolos
• Mais adequados para serviços pesados.
• Tento o diâmetro dos rolos são grandes e são
compridos.
• Ele distribui uniformemente a carga pois tem
alto grau de oscilação entre os rolos e a pista.
64. rolamentos de rolos conicos
• Possuem anéis separáveis.
• O anel interno e o externo podem ser
montados separadamente.
• Só admitem cargas axiais em um sentido.
65. Rolamento axial de esfera
• Há dois rolamentos axiais de esfera, o de
escora simples e o de escora dupla.
• Eles admitem cargas axiais elevadas mas não
podem ser submetidos a cargas radiais.
66. Rolamento axil autocompensador
de rolos
• Como possuem rolos inclinados, suportam
bem as cargas axiais.
• E cargas radiais consideráveis.
• Compensam desalinhamentos.
68. Rolamentos de proteção
• Devido as características no trabalho as quais
esse rolamentos são submetidos, necessita-se
de uma proteção, podendo ser com uma ou
duas placas de proteção.
69. Elementos de ligação
• Os elementos de ligação são aqueles destinados como o nome
sugere a ligação entre componentes mecânicos,pois toda maquina
necessita desses tipos de componentes mecânicos que ajudem a
fixar um elemento ao outro na sua montagem
• Os elementos de fixação podem ser de dois tipos,elementos de
fixação desmontáveis,nesse ocorre a reutilização do componente
pode existir varias vezes quanto se fizer necessária sem
comprometer a estrutura.Contudo nos elementos de ligação fixos
ou rígidos,isso não ocorre ao necessitar trocar o componente tem
que se destruir a estrutura da ligação e substituí-la por outro. São
elementos geralmente os componentes mais frágeis da máquina.
70. Tipos de elementos de ligação
• Ligação rígida:soldagem e rebites
• Ligação desmontáveis:
Parafusos
Porcas
Arruelas
Pinos
Chavetas
71. • Solda:soldagem é um elemento de ligação fixo
que visa a união permanente de materiais
metálicos de mesma estrutura ou
similares,cuja superfície que esta sob o efeito
do calor se torna liquefeita facilitando a união
que se deseja obter entres os materiais.As
estruturas devem ser unidas através do
material denominado de adição,que se
fundem na região de solda.
72.
73. • Rebites:São componentes mecânicos no grupo dos
elementos de ligações rígidas que podem fixar uma ou
duas estruturas,os rebites tem padronização de
fabricação que dizem corretamente a especificação,que
deve sempre atentar para as seguintes questões. Tipo de
material que apresenta? O tipo de sua cabeça? O
diâmetro do seu corpo? O seu comprimento útil?
• No processo de fixação do rebite podemos observar a
fixação manual desse componente ou através de
maquinas de rebitar,como veremos na sequencia.
77. Tipos de rebitagem
• Nos tipos de rebitagem podemos observar rebitagem
de recobrimento,de recobrimento simple e
recobrimento duplo.
• Rebitagem de recobrimento:nesse tipo as chapas sao
colacadas uma sobre a outra e entao ocorre a fixaçao
do rebite,empregada geralmente pra suportar
esforços.
78. • Rebitagem recobrimento simples:Nesse tipo as
chapas são colocadas justapostas e sobre elas e
posta uma outra chapa para cobri-las,empregada em
caldeiras a vapor ou elementos de ar
comprimido,pois tem como finalidade alem de
suportar esforços permitir vedações e fechamento.
79. • Rebitagem por recobrimento duplo:nesse tipo de
rebitagem as chapas são colocadas justaposta como no
recobrimento simples,porem ocorre a colocação de
outras duas placas uma abaixo e outra acima das chapas
justapostas,essa processo é usado para se obter uma
excelente vedação,empregado em chaminés e
recipientes de gás de iluminação
80. • Chavetas: sao componentes mecânicos que
permitem a transmissão do torque entre o
eixo e o cubo, o cubo faz pressão sobre a sua
metade superior de um lado e arvore sobre
sua metade inferior do outro lado, resultando
um conjugado, que vai atuar tendendo a virar
a chaveta na sua sede.
81. Tipos de chavetas
Chavetas de cunha
Chaveta encaixada
Chaveta plana
Chaveta meia-cana
Chavetas paralelas ou lingüetas
Chavetas embutidas
Chavetas de pinos
Chavetas tangenciais
Chavetas transversais
Chaveta woodruff ou chaveta meia lua
82.
83. Pinos e cavilhas
Pinos e cavilhas :são componentes mecanicos destinado a
fixação ou alinhamento,podendo ser os dois,de outros
componentes ajudando na realização da
montagem,contudo eles divergem no formato de no seu
emprego.Os pinos geralmente são utilizadas em
componente que requerem articulação,enquanto na
cavilha geralmente usado na montagem de peças não
articuladas,contudo pode-se observar o emprego de
pinos em peças não articuladas e cavilhas em
articulaçoes.
86. • Pino cupilhado:Nesse tipo de componente a
cupilha na é posta no eixo,mas no próprio
pino,empregado para suportar cabos,polias
rodas.
87. • Contrapino ou cupilha: Este elemento de fixação é uma
haste ou arame com forma semelhante a um meio-cilindro,
mas ele é dobrado de modo a formar uma cabeça e duas
pernas desiguais. Devido ao formato das pernas, que são
viradas para trás, a saída do pino ou da porca durante a
vibração das partes é impedida. Sua funçaõ principal é
travar outros elementos de máquinas como porcoas e com
isso obter segurança.
88. Parafuso
É uma peça formada por um corpo cilíndrico e uma cabeça, a qual
pode ter várias formas.São utilizados na união não permanente das peças.
Os parafusos se diferenciam pela forma de rosca, da cabeça, do haste
e do tipo de acionamento.
O tipo de acionamento está relacionado com o tipo de cabeça do
parafuso.
O corpo do parafuso pode ser cilíndrico ou cônico, totalmente
roscado,ou apenas parcialmente.
Essas diferenças permitem, determinadas pelas funções dos
parafusos, permite classificá-los em quatro categorias
89. Parafusos passantes
Podem apresentar com cabeça ou sem cabeça
Esses parafusos atravessam, de lado a lado, as
peças a serem unidas, passando livremente
nos furos.
Dependendo do serviço, esses parafusos, além
das porcas, utilizam arruelas e contra porcas
como acessórios.
96. Parafusos - considerações
Ao unir peças com parafusos, o profissional
precisa levar em consideração quatro fatores
de extrema importância:
· Profundidade do furo broqueado;
· Profundidade do furo roscado;
· Comprimento útil de penetração do parafuso;
· Diâmetro do furo passante.
97. Tipos de roscas de parafusos
Para descobrir os tipos de roscas, devemos
medir o passo da rosca. Utilizando um pente
de rosca, escala ou paquímetro, é fornecido a
medida do passo em milímetro ou em filetes
por polegada ou até mesmo o angulo dos
filetes.
98. Porca
A porca tem forma de prisma, de cilindro
etc. Apresenta um furo roscado. Através desse
furo, a porca é atarraxada ao parafuso.
A parte externa tem vários formatos para
atender a diversos tipos de aplicação.
105. Porcas
• Para montagem de chapas em locais de difícil
acesso, podemos utilizar as porcas:
106. Arruela
A arruela é um disco metálico com um furo no centro. O
corpo do parafuso passa por esse furo.
Geralmente montada entre a porca e a peça.
Tem como função distribuir igualmente as forças de
aperto entre a porca e o parafuso e as partes montadas. Evitar
o afrouxamento das partes montadas.
Arruelas são geralmente metálicas ou de plástico.
Parafusos de alta qualidade necessitam de arruelas
temperadas para evitar a perda da pré-carga após a aplicação
do torque.
110. Molas
• São elementos de máquinas que tem a função de armazenar
energia, assim como absorver ou amortecer choques e vibrações.
• Possuem também a capacidade de sofrer grandes deformações
voltando ao seu estado inicial.
• Tem a característica de transmitir potência através de distancias
relativamente grandes, substituindo engrenagens, eixos, mancais
ou dispositivos similares de transmissão de potência.
• Podem ser classificadas quanto a sua forma e natureza dos esforçs
que as solicitam.
111. Molas - Função
• Armazenamento
• Utilizadas para acionar mecanismos de
relógios, brinquedos, retrocesso de valvulas
de descarga e aparelhos de controle.
116. Molas – Classificação quanto a
forma geométrica
• Molas Helicoidais:
• Correspondem ao tipo de mola mais usada na área
da mecânica. Em geral, elas são produzidas a partir
de barra de aço, sendo enrolada em forma de hélice
cilíndrica ou cônica e cuja seção pode ser retangular,
circular, quadrada, etc.
117. Mola helicoidal de compressão
• formada por espirais, de forma que, quando
comprimida por alguma forca, o espaço
existente entre as espiras diminui, reduzindo o
comprimento da mola
118. Mola helicoidal de pressão
• Esta mola, além das espiras, possui ganchos nas
extremidades, os quais são chamados de olhais.
• Para que este tipo de mola possa realizar a sua função, é
necessário que seja esticada, aumentando o seu
comprimento.
• Já, em estado de repouso, volta ao seu comprimento normal.
119. Mola helicoidal de torção
• Além das espiras, também apresenta dois
braços de alavancas. E através desses braços
que as molas de torção são solicitadas, de
forma que, durante o seu funcionamento, a
mola apresente uma pequena deformação em
seu diâmetro de enrolamento.
120. Molas plana
• São molas produzidas a partir de material plano ou em fita,
com formato simples e podem ser definidas como: feixe de
molas, prato e espiral.
• O feixe de molas e obtido através de diversas pecas planas
cujo comprimento é variável, acomodadas de forma que
permaneçam retas sob a ação de uma dada forca.
121. Molas planas
• As molas prato possuem a forma de um tronco de cone cujas
paredes apresentam seção retangular. De uma forma geral, as
molas prato funcionam associadas entre si, empilhadas, formando
colunas, as quais dependem da necessidade que se tem em vista.
• A mola em espiral apresenta a forma de espiral ou caracol, sendo
produzida, em geral, sob forma de barra ou lamina com seção
retangular. A mola espiral e enrolada de tal forma que todas as
espiras ficam concêntricas e coplanares.
122. Bibliografia
• Elementos de maquinas,Sarkis Melconian
9ºed
• Desenhista de Maquinas,46ºed
• Elementos de maquinas de shigley,6ºed
• Ebah-
http://www.ebah.com.br/content/ABAAABQT
wAL/elementos-maquinas