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Projeto de Um Redutor de Velocidades
Projeto de Um Redutor de Velocidades
Projeto de Um Redutor de Velocidades
Faculdade de Braslia
Departamento de Engenharia Mecnica
Integrante:
Vanderlino C. Barreto Neto 08/42214
1. INTRODUAO:
Dado a necessidade do aumento de torque em alguns componentes ou o aumento da
velocidade angular em outros que feito a combinao de engrenagens para a finalidade
desejada.
O trabalho projetar um redutor com dois estgios de reduo com reduo final de
12:1 combinando engrenagens helicoidais e engrenagens de dentes retos. O redutor tem
que fornecer uma sada em 300 rpm uma potncia de 6kW para uma entrada de
3600rpm.
O redutor dever trabalhar com 10^8 ciclos e com a confiabilidade de 99%.
2. PROJETO
O projeto ser o calculo da engrenagem e do eixo, escolha do rolamento e chaveta. A
ordem do projeto ser o projeto do eixo de entrada, eixo a, seguindo para o eixo
intermedirio e por ultimo o eixo de sada.
2.1. Eixo de Entrada
Para iniciar o projeto do pinho adota-se uma reduo no primeiro estagio de 4:1,
sabendo que a engrenagem tem dentes retos e ngulo de presso normal igual a 30 e o m
de 4 mm/dentes, tal que ele proporcional a reduo.
Usando a equao,
Np=
2 k m2 + ( 1+2 m ) sen 2
=15,44
( 1+2 m ) sen2
d=mN=416=64 mm
Arredondando para 16 dentes e tendo m igual a 4 obtem-se o dimetro igual a 64mm,
e utilizando as equaes para caracterizar as engrenagens chega-se.
Profundidade Total
9 mm
Folga
1 mm
Passo Circular
12.5664 mm
Para um potncia de 6kW, a fora transmitida pela engrenagem 2
Wt=
600006000
=497.35 N
pid3600
F Y
P
Se caso o fator de tamanho obtido a partir da equao acima for menor que a unidade,
o mesmo deve ser considerado igual a um, pois a metodologia feita prezando pela
segurana.
Fator Dinmico Kv
Utilizado para levar em conta imprecises na manufatura e engranzamento de dentes
de engrenagem em ao. O nmero de qualidade define a tolerncia de engrenagem de
vrios tamanhos , manufaturadas a uma preciso especfica. O nmero de qualidade, que
define o nvel de preciso da transmisso AGMA Qv pode ser tomado como idntico ao
nmero de qualidade, que nesse caso igual a seis. O fator Kv pode ser calculado da
seguinte maneira adotando um Qv igual a 6 e sabendo que pela simulao numrica o
mdula estabelecido foi igual a 3 :
A+ F
Kv=
A
A=50+ 56 (1B )
B=0,25(12Qv)
2
3
Fator de Confiabilidade Kr
Esse fator considera efeitos de distribuies estatsticas das falhas por fadiga do
material. A variao de carga no considerada nesse fator, ele obtido algebricamente
em funo da confiabilidade R, que nesse projeto 0,99. Para esse valor de
confiabilidade, Kr pode ser considerado como unitrio.
Fator de ciclagem de Tenso YN e ZN
Esses fatores so utilizados para modificar a resistncia para outras vidas diferentes
de 107 ciclos. Esses fatores so utilizados para a resistncia a flexo, YN, e para a
resistncia ao desgaste, YN. Os dois fatores so obtidos atravs de um grfico contido no
Shigley. No caso do projeto foi adotado uma vida de 108 ciclos para o material, para esta
vida temos duas equaes que poderamos utilizar, entretanto foi estabelecido que o
redutor teria que ser o mais compacto possvel, ento foi selecionada a equao menos
conservadora para o pinho, apresentada abaixo:
YN =1,3558 N 0.0178
ZN 1,4488 N 0,023
Fator de Distribuio de Carga Km
O fator de distribuio de carga modificou as equaes de tenso para refletir a nouniformidade da distribuio de carga ao longo da linha de contato. O ideal posicionar a
engrenagem a meia distncia entre mancais. A equao que fornece o valor de Km
apresentada abaixo:
Km=1+Cmc (Cpf .Cpm+ Cma .Ce)
Para utilizar a equao acima foi necessrio tomar algumas decises de projeto para
estabelecer o valor dos critrios que entram na equao.
Como a largura de fase ficou estabelecida como duas vezes o passo circular axial e
transformando-a para polegadas:
F=1.2854
Cpf =
F
0,0375+0,0125 F
10 dp
No projeto foi estabelecido que os dentes seriam sem coroamento, fazendo com que o
valor unitrio seja adotado para o coeficiente Cmc.
Adotando que o par de engrenagens vai ser montado entre mancais com uma relao
de distncias menor que a,175, temos que o valor unitrio tambm ser adotado para o
coeficiente Cpm.
O coeficiente Cma ser adotado pela frmula abaixo para os valores de um
engrenamento aberto:
Cma A + BF+C F 2
Coeficiente de Razo de Dureza CH
Esse fator utilizado somente para a coroa, com a finalidade de ajustar as resistncias
superficiais com a relao pinho/coroa. Como iremos utilizar a mesma dureza para o
pinho e para a coroa o valor unitrio pode ser usado para este fator.
Coeficiente Elstico Cpr
Valor obtido atravs de tabelas para diversos materiais, no caso do projeto como o
material utilizado foi ao de grau 1, o valor obtido foi 191
MPa .
cos t sin t mg
2 Mn
mg+ 1
pn
0,95 Z
1/2
1/ 2
WtKoKvKsKmKb
FmJ
Tenso de Contato c
c Cp
WtKoKvZr
dpFI
1/ 2
StYn
KtKr f
ScZn
KtKr c
1
32 nd
2
2 2 3
d est tico=
( M +T ) =11,9 mm
Sy
Para a analise por fadiga tem que se levar em considerao alguns critrios para seu
calculo
Fator de Superfcie ka Fator selecionado em funo do material com um acabamento
superficial relacionado a superfcie usinada e laminada a frio.
k a =a S but
a=4,51 ; b=0,265 ; Sut =470 MPa
Fator de Tamanho kb o fator de tamanho foi avaliado experimentalmente, e o valor
utilizado vai ser relacionado ao dimetro encontrado no dimetro esttico.
k b =1,24 d
0,107
para 2,79 d 51 mm
S e =k a k b k c k d k e K f Se '
Finalizando os clculos por fadiga
n
Kf M 2
KfsTm
d= 16 4
+3
pi
Se
Sy
((
) (
2 1 1 /3
2
)))
=9,78
W
3150
4232
2 kcos ( ) m+ ( m + (1+2 m ) se n ( ) )
1
2
( 1+2 m ) se n ( )
Engrenagem
Dentes
Dimetro
3
64
256
4
13
50
Como h conservao entre os engrenamentos, a fora que a engrenagem 3 atua na
engrenagem 2 igual mas em sentido oposto.
Diametro mm
31,5
29,8
1050 rpm
mm para um comprimento de
435mm
2.3 Eixo c
Para finalizar a reduo a engrenagem no eixo b ter 39 dentes e ter o mesmo m igual
a 3, logo seu dimetro ser 133,25 mm.
Engrenagem
5
Dentes
39
Diametro
133,25
Diametro mm
22,1
20,8
2055 rpm
3. CHAVETAS
Utilizando as equaes que caracterizam as dimenses de chavetas pelo mtodo de
Tresca para cisalhamento para fator de segurana igual a 2
Lcisal h amento =
4 T Fs
d Syt
Lesmagamento=
4 T Fs
d Syh
4 DESENHOS DO REDUTOR
Comprimento(Cisa/Esma) mm
4,6/2,7
16,76/8,7
16,76/8,7
48,6/27,86