24.3 : Eixos de Transmissão: Solução de Problemas

Projetar um eixo sólido que transmita potência de um motor para uma ferramenta motorizada envolve uma série de cálculos para garantir que o eixo possa suportar as tensões aplicadas por momentos fletores e torques. Primeiro, calcule o torque exercido na engrenagem, considerando a potência transmitida pelo eixo e sua velocidade de rotação. Em seguida, calcule as forças tangenciais que atuam nas engrenagens, que estão diretamente relacionadas ao torque e ao raio da engrenagem.

A seguir, use diagramas de momento fletor para o eixo para identificar os valores do momento fletor devido às forças que atuam nos planos horizontal e vertical. Em seções transversais potencialmente críticas do eixo, determine as tensões combinadas desses momentos fletores e de torção calculando a raiz quadrada da soma dos quadrados desses valores. Esta análise ajuda a avaliar se o eixo pode suportar a tensão sem falhar. Em seguida, calcule o momento polar de inércia, que é crucial para relacionar a tensão de cisalhamento com os momentos de torção e fletor.

Este cálculo verifica a capacidade do eixo em suportar as forças aplicadas. Por fim, calcule o diâmetro mínimo necessário para o eixo com base no momento polar de inércia, garantindo que ele possa suportar as tensões calculadas com um uso mínimo de material e, ao mesmo tempo, atender aos padrões de segurança e desempenho.