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Introdução ao Projeto Mecânico – 3.ª Edição

ISBN: 9789899101913

Autores: António Manuel Godinho Completo, Francisco José Malheiro Queirós de Melo

Editora: ENGEBOOK

Número de Páginas: 348

Idioma: Português

Data Edição: 2023

31,59 €35,10 €
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Este livro, agora na 3.ª edição, destina-se àqueles que desenvolvem estudos ou formação em projeto mecânico e servirá como referência para engenheiros mecânicos no exercício da profissão. Supõe-se que os leitores tenham tido cursos básicos de Mecânica ou área afins. No entanto, os primeiros capítulos servem para rever e estender esses conceitos básicos. Os restantes tratam da aplicação desses conceitos fundamentais ao projeto mecânico, com enfâse nos sistemas de transmissão de potência. Aí incluem-se itens como a organização e metodologia no projeto de um órgão mecânico; o dimensionamento e verificação de componentes de sistemas de transmissão de potência; a definição da arquitetura dos mecanismos e procedimentos práticos e de bom senso para o projeto mecânico, que são complementados por tabelas técnicas que dão suporte aos exercícios proposto e resolvidos detalhadamente. Apresenta-se o anteprojeto de um sistema de transmissão de potência, desde o caderno de encargos funcional até à solução final, apresentada sob a forma de desenho técnico. Para muitos alunos, os conteúdos deste livro irão permitir uma primeira experiência na abordagem de problemas de engenharia de nível profissional. Complementarmente são apresentadas propostas didáticas de casos de estudo para o projeto de mecanismos de transmissão de potência.
1. PROJETO DE ÓRGÃOS MECÂNICOS
1.1. O que é um projeto
1.2. Princípios gerais do projeto
1.3. Organização do projeto
1.4. Desenvolvimento do Conceito
1.4.1. Identificação dos requisitos dos clientes
1.4.2. Estabelecer as especificações técnicas objetivo
1.4.3. Geração, seleção e teste do conceito
1.5. Desenho para fabrico no projeto de um órgão mecânico
1.5.1. Princípios do desenho para fabrico
1.5.2. Estimativa de custos de produção
1.5.3. Redução de custos de fabrico

2. NOÇÕES GERAIS PARA PROJETO MECÂNICO
2.1. Movimento circular
2.1.1. Velocidade angular, Período, Frequência e Rotação
2.1.2. Velocidade periférica ou tangencial
2.1.3. Aceleração centrípeta, força centrípeta e força centrifuga
2.1.4. Relação de transmissão
2.1.5. Sistema biela-manivela
2.1.6. Sistema manivela-corrediça
2.1.7. Escalonamento das velocidades de rotação
2.1.8. Trens de engrenagens epicicloidais
2.2. Momento, Trabalho-Energia, Potência e Rendimento
2.2.1. Momento
2.2.2. Trabalho-Energia
2.2.3. Potência
2.2.4. Rendimento
2.3. Resistência dos materiais
2.3.1. Relação tensão-deformação
2.3.2. Pressão de contacto (Hertz)
2.3.3. Tração e Compressão
2.3.4. Corte
2.3.5. Flexão
2.3.6. Torção
2.3.7. Cargas combinadas
2.3.8. Círculo de Mohr e Tensões Principais
2.3.9. Critérios de resistência
2.3.10. Fadiga
2.3.11. Encurvadura

3. SISTEMAS DE TRANSMISSÃO DE POTÊNCIA
3.1. Correias
3.1.1. Introdução
3.1.2. Correias planas
3.1.3. Correias trapezoidais
3.2. Correntes
3.2.1. Introdução
3.2.2. Cinemática
3.2.3. Rendimento da transmissão
3.2.4. Exercício
3.3. Engrenagens
3.3.1. Introdução
3.3.2. Redutores ou multiplicadores
3.3.3. Caixas de velocidades

4. DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE TRANSMISSÃO
4.1. Engrenagens de eixos paralelos
4.1.1. Dentado reto
4.1.1.1. Considerações geométricas e de qualidade
4.1.1.2. Dimensionamento dentado reto
4.1.2. Dentado helicoidal
4.1.2.1. Considerações geométricas
4.1.2.2. Dimensionamento dentado helicoidal
4.1.3. Exercícios
4.1.3.1. Exercício 1
4.1.3.2. Exercício 2
4.2. Engrenagens de eixos concorrentes
4.2.1. Considerações geométricas
4.2.2. Dimensionamento dentado reto
4.2.3. Exercício
4.3. Engrenagem roda de coroa e parafuso sem-fim
4.3.1. Considerações geométricas
4.3.2. Dimensionamento roda parafuso sem-fim
4.3.3. Rendimento e potência dissipada
4.3.4. Exercício
4.4. Correias
4.4.1. Considerações gerais
4.4.2. Vibração da correia
4.4.3. Dimensionamento de correias
4.4.4. Exercícios
4.4.4.1. Exercício 1
4.4.4.2. Exercício 2
4.5. Correntes
4.5.1. Considerações gerais
4.5.2. Dimensionamento de correntes
4.5.3. Exercício

5. ROLAMENTOS E CHUMACEIRAS
5.1. Rolamentos
5.1.1. Introdução
5.1.2. Classificação dos rolamentos
5.1.3. Tipos de rolamentos
5.1.3.1. Esferas
5.1.3.2. Rolos
5.1.3.3. Agulhas
5.1.4. Diagramas de instalação de rolamentos
5.1.4.1. Instalação fixo-livre
5.1.4.2. Instalação de rolamentos de contacto angular com regulação de pré-carga
5.1.4.3. Aspetos construtivos
5.1.5. Dimensionamento do rolamento
5.1.5.1. Capacidade de carga estática (Co)
5.1.5.2. Capacidade de carga dinâmica (C)
5.1.6. Fatores de carga (X0, Y0, X, Y)
5.1.7. Vida útil do rolamento
5.1.8. Dimensões, carga estática e carga dinâmica de rolamentos
5.1.9. Exercícios
5.1.9.1. Exercício 1
5.1.9.2. Exercício 2
5.2. Chumaceiras
5.2.1. Introdução
5.2.2. Dimensionamento de chumaceiras
5.2.3. Potência dissipada e caudal de lubrificante
5.2.4. Exercícios
5.2.4.1. Exercício 1
5.2.4.2. Exercício 26. ELEMENTOS DE LIGAÇÃO, GUIAMENTO E FORÇA
6.1. Chavetas e veios estriados
6.1.1. Chavetas
6.1.2. Veios-estriados
6.1.3. Exercícios
6.1.3.1. Exercício 1
6.1.3.2. Exercício 2
6.2. Acoplamento por pressão veio-cubo
6.2.1. Introdução
6.2.2. Dimensionamento
6.2.3. Exercício
6.3. Guia de corrediça
6.3.1. Introdução
6.3.2. Dimensionamento
6.3.3. Exercício
6.4. Embraiagens
6.4.1. Introdução
6.4.2. Dimensionamento
6.4.3. Exercício
6.5. Molas
6.5.1. Introdução
6.5.2. Dimensionamento
6.5.3. Exercício
6.6. Resistência ao rolamento
6.6.1. Introdução
6.6.2. Cálculo da resistência ao rolamento
6.6.3. Exercício
6.7. Ligações aparafusadas
6.7.1. Introdução
6.7.2. Pré-carga e binário de aperto
6.7.3. Seleção parafuso, segundo norma VDI 2230
6.7.4. Método para cálculo do binário de aperto
6.7.5. Cálculo da pressão de esmagamento da cabeça
6.7.6. Exercícios
6.7.6.1. Exercício 1
6.7.6.2. Exercício 2
6.8. Ligação por cabos
6.8.1. Introdução
6.8.2. Resistência e dimensionamento dos cabos
6.8.3. Exercício
6.9. Acoplamentos
6.9.1. Introdução
6.9.2. Tipos e seleção de acoplamentos
6.9.3. Exercício

7. VEIOS DE TRANSMISSÃO
7.1. Conceitos gerais
7.1.1. Introdução
7.1.2. Parâmetros de dimensionamento e verificação
7.2. Cálculo à cedência
7.2.1. Introdução
7.2.2. Diâmetro mínimo da secção do veio
7.2.3. Verificação da tensão limite de cedência
7.3. Cálculo à rigidez
7.3.1. Introdução
7.3.2. Flecha e rotação
7.3.2.1. Veio de secção uniforme
7.3.2.2. Veio encastrado com carga de flexão e momento concentrado
7.3.2.3. Veio de secção escalonada – 3 diâmetros
7.3.2.4. Flecha e rotação em estado tridimensional de forças
7.3.3. Exercícios
7.3.3.1. Exercício 1
7.3.3.2. Exercício 2
7.3.3.3. Exercício 3
7.3.3.4. Exercício 4
7.4. Cálculo à Fadiga
7.4.1. Introdução
7.4.2. Critério de verificação à fadiga
7.4.3. Tensão limite de fadiga corrigida
7.4.4. Fatores de concentração de tensão
7.4.5. Exercícios
7.4.5.1. Exercício 1
7.4.5.2. Exercício 2

8. CÁRTER DE MECANISMOS
8.1. Arquitetura
8.1.1. Introdução
8.1.2. Tipos de arquitetura
8.1.3. Acessibilidade para montagem e manutenção
8.1.4. Exemplos de estruturas de cárter de mecanismos
8.2. Dimensões
8.2.1. Introdução
8.2.2. Espessura mínima de parede
8.2.3. Dimensões indicativas
8.3. Lubrificação
8.3.1. Introdução
8.3.2. Lubrificação com massa lubrificante
8.3.3. Lubrificação com óleo
8.4. Vedação
8.4.1. Introdução
8.4.2. Vedação dinâmica com folga
8.4.3. Vedação dinâmica com contacto
8.4.4. Vedação estática
8.4.5. Exemplos de vedação

9. PROCEDIMENTOS PARA PROJETO
9.1. Caixas de velocidades
9.1.1. Veículos
9.1.1.1. Potência consumida
9.1.1.2. Potência disponível, inclinação de estrada e aceleração
9.1.1.3. Determinação dos “rapports”
9.1.1.4. Caixas de comando manual
9.1.1.5. Considerações construtivas
9.1.2. Máquinas ferramentas
9.1.2.1. Número de velocidades e razão de progressão
9.1.2.2. Relações de transmissão nos grupos redutores
9.1.2.3. Disposição de cadeias cinemáticas
9.2. Redutores
9.2.1. Introdução
9.2.2. Redutor de eixos paralelos
9.2.3. Redutor de eixos concorrentes
9.2.4. Redutor de eixos parafuso sem-fim e roda tangente10. ANTEPROJETO
10.1. Introdução
10.2. Caderno de encargos do mecanismo
10.3. Cálculo do número de dentes
10.3.1. Relações de transmissão
10.3.2. Verificação das velocidades de saída
10.4. Dimensionamento das rodas
10.4.1. Determinação do módulo das engrenagens
10.4.2. Cálculos para a correção de dentado com variação de entre-eixo
10.4.3. Cálculos para a correção de dentado para eliminação de interferência de corte
10.4.4. Características finais das engrenagens
10.5. Dimensionamento dos rolamentos
10.5.1. Nomenclatura
10.5.2. Cálculo das forças nos veios
10.5.3. Cálculo das reações nos apoios
10.5.4. Cálculo das capacidades de carga dos rolamentos
10.5.5. Seleção dos rolamentos
10.6. Verificação das chavetas
10.7. Verificação à rigidez dos veios
10.8. Verificação à fadiga dos veios
10.8.1. Diagramas de momentos fletores
10.8.2. Materiais usados nos veios
10.8.3. Critério de verificação à fadiga
10.8.4. Pontos críticos dos veios e coeficientes de segurança
10.9. Lubrificação
10.10. Lista de componentes
10.11. Desenho de conjunto

11. CASOS DE ESTUDO PROPOSTOS
11.1. Caso de estudo 1
11.2. Caso de estudo 2
11.3. Caso de estudo 3
11.4. Caso de estudo 4
11.5. Caso de estudo 5
11.6. Caso de estudo 6
11.7. Caso de estudo 7
11.8. Caso de estudo 8
11.9. Caso de estudo 9
11.10. Caso de estudo 10
11.11. Caso de estudo 11
11.12. Caso de estudo 12
11.13. Caso de estudo 13
11.14. Caso de estudo 14
11.15. Caso de estudo 15
11.16. Caso de estudo 16
11.17. Caso de estudo 17
11.18. Caso de estudo 18
11.19. Caso de estudo 19
11.20. Caso de estudo 20

BIBLIOGRAFIA
António Completo
Professor Associado com Agregação da Universidade de Aveiro, lecionando nas áreas do Projeto Mecânico, Tecnologia Mecânica, Comando Numérico Computadorizado e Biomecânica. É diretor adjunto e investigador do Centro de Tecnologia Mecânica e Automação (TEMA) da Universidade de Aveiro, tendo coordenado como investigador responsável vários projetos de investigação e cooperação industrial. Desempenhou funções de Chefe de Projeto e Chefe de Serviço na Direção de Engenharia da Renault Cacia S.A.

Francisco Q. de Melo
Licenciado, Mestre e Doutor em Engenharia Mecânica, foi Professor no Ensino Superior Público de 1976 até 2018, incluindo a Universidade de Aveiro e a Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto. Com larga experiência profissional na indústria metalomecânica, e na área do projeto mecânico e estrutural, atualmente é investigador no INEGI - Instituto de Ciência e Inovação em Engenharia Mecânica e Gestão Industrial.

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