24.2 : Projeto de Eixos de Transmissão

Projetar um eixo de transmissão requer um conhecimento profundo das tensões induzidas por momentos fletores e torques, especialmente em sistemas onde a potência é transferida através de engrenagens. Essas forças geram sistemas binários de força nos centros das seções transversais do eixo, levando a cargas transversais e de torção. Embora as tensões de cisalhamento das cargas transversais sejam normalmente menores do que as dos torques e sejam frequentemente ignoradas, as tensões normais significativas dessas cargas contribuem para a tensão de cisalhamento máxima.

O cálculo da tensão normal exercida em uma seção do eixo envolve examinar a seção transversal do eixo em um ponto específico, considerando tanto o torque quanto os binários de flexão. A tensão normal máxima normalmente ocorre nas extremidades do diâmetro perpendicular à resultante do momento fletor. A determinação da relação de momento polar mínima permitida J/c da seção transversal é essencial para garantir a integridade e funcionalidade do eixo.

Esta relação é vital, pois leva em conta tanto o momento fletor máximo resultante quanto o torque no eixo, além da tensão de cisalhamento admissível. Esta abordagem analítica é fundamental no projeto de eixos circulares sólidos e ocos, permitindo a criação de configurações de eixo otimizadas que podem suportar tensões operacionais de maneira confiável. Tal metodologia garante que os eixos projetados sejam robustos, eficientes e adaptados às suas aplicações específicas, garantindo a segurança e funcionalidade dos sistemas mecânicos.