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Tópicos1. Introdução. Descrição e classificação geral dos
mecanismos.2.Configurações. Graus de liberdade. Mecanismos
básicos.3.Análise cinemática dos mecanismos.4.Análise dinâmica dos mecanismos.5.Perfis conjugados (camos e engrenagens).6.Síntese dos mecanismos.7.Projeto de mecanismos articulados.8.Introdução aos mecanismos tridimensionais.
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Bibliografia● SHIGLEY, J.E. Cinemática dos Mecanismos e
Dinâmica das Máquinas, Edgard Blucher, 1970● DENAVIT, J., HARTENBERGER, R.S. Kinematic
Synthesis of Linkages, McGraw-Hill, 1964. ● SCLATER, N.; CHIRONIS, N. Mechanisms and
Mechanical Devices Sourcebook, 3rd ed., McGraw-Hill Professional, 2001.
● MADUREIRA, O., VON LANGENDONCK, C.T. Introdução aos Mecanismos de Camos, Grêmio Politécnico DLP-USP, 1970.
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AvaliaçãoMp = (P1 + P2)/2
Mf = (0,8 Mp + 0,2 T)
Se Mf > 5,0 aprovadoSe Mf < 5,0 fazer P3E a nova média é calculada comoMp = (P1 + P2+ P3)/3M
f = (0,8 Mp + 0,2 T)
SendoMf – Média final
P1 – 1ª Prova
P2 – 2ª Prova
P3 – 3ª ProvaT – Média dos trabalhos em sala de aula, laboratório e extra-
classe.
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Introdução● Os projetos de engenharia consistem na
criação de planos de máquinas, estruturas, sistemas ou idealização de processos, para realizarem funções bem definidas.
● Um projeto mecânico é o conjunto de operações necessárias para realizar a construção ou montagem de uma máquina, dispositivo ou processo.– Concepção e disposição de peças que satisfaçam
determinado objetivo.– Definição da geometria, material, fabricação e
montagem.
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Introdução● Um projeto compõe-se das seguintes etapas:
1.Reconhecer e constatar sua necessidade.2.Estudo de soluções possíveis e seleção de uma,
que será estudada com mais detalhes.3.Delinear o anteprojeto da máquina, estrutura,
sistema ou processo selecionado. Definir as especificações.
4.Dimensionar todos os componentes e preparar os desenhos e espeficicações mais detalhadas.
● Fases iniciais: criativas.● Fases finais: decisões encadeadas.
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Introdução● Definir primeiramente “o
que” será criado.– Criação => “arte”
● No projeto, o conjunto e a disposição das peças consistirá normalmente de um ou mais mecanismos.
● Para a escolha destes mecanismos, o projetista deve conhecer o maior número possível deles.
● Bom senso + ensaios + experiência.
● Outros fatores:– Atrito, desgaste e
aquecimento– Utilidade– Custo– Segurança– Ruído– Aparência– Versatilidade– Controle– Resistência e rigidez– Lubrificação– ...
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Introdução1. Arranjo cinemático2. Estudo das forças
externas e internasnem todas as acelerações são conhecidas, pois as massas das partes móveis ainda estão indefinidas
3. Projetos dos elementos de máquinas utilizados
complementar estudo da fase 2.
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Introdução● Mecanismo: conjunto de elementos de
máquinas interligados para produzir um movimento específico.– Êmbolo + biela + manivela de um motor ou
compressor– Engrenagens acopladas (“trem de engrenagens”)– Duas polias ligadas por uma correia “V”
● Deve ser projetado:– Geometria deve atender as características dos
movimentos desejados– Requisitos de espaço
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Introdução● Análise cinemática: métodos usados para
equacionar o movimento dos mecanismos● Síntese cinemática: configuração final de um
mecanismo que produz os movimentos preestabelecidos
● Cinemática: estudo do movimento independentemente das forças que o originaram– Posição, geometria, deslocamento, rotação,
velocidade, aceleração
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Introdução● Exemplo: motor ou compressor
– Que relação existe entre o movimento do êmbolo e a árvore de manivelas?
– Qual a velocidade de deslizamento entre as superfícies lubrificadas do êmbolo e do cilindro, para as várias posições do êmbolo?
– Qual a direção e o módulo da aceleração do êmbolo e de que forma variam durante um ciclo completo?
– Que trajetória descreve o centro de gravidade da biela?
– Que diferenças há entre os movimentos de um motor de curso longo e curto?
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Sistemas de classificação de mecanismos● Funcional
– Considera o mecanismo completo (“caixa-preta”)– Tais caixas-pretas podem ser subdivididas em outras
=> cada uma com sua função– Sistema = coleção de mecanismos
● Estrutural– Considera a natureza das partes = movimento relativo
entre elas. Conexão entre partes.– Transformação de movimentos entre seus
componentes de entrada e de saída = forma de interligação: rolamentos, deslizamentos, barras, conectores flexíveis, ganchos, ressaltos, ...
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Classificação de acordo com o mecanismo● Alavanca de Bell● Engrenagem de desvio
(bevel gear)● Camo (came)● Cardã● Manivela● Manivela deslizante● Engrenagens● Mecanismo intermitente de
Genebra
● Alavanca● Conexões vinculadas● Pistão● Polias● Pinhão e cremalheira● Catraca● Movimento recíproco● Coroa-parafuso
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Engrenagem de desvio(bevel gear)● Inclinação do eixo de rotação e velocidade
angular (pela proporção entre dentes)
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Classificação de acordo com o mecanismo● Geradores de movimento retilíneo
– Watt– Scott-Russell– Peaucelier– Tchebicheff– Trem de engrenagens epicíclicas
● Conversão movimento linear <-> rotação– Manivelas– Balancim de Scotch– Movimento linear intermitente
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Classificação de acordo com o mecanismo● Conexão de quatro
barras– Arraste– Manivela + oscilação– Oscilação dupla– Gerador de funções
● Escapes– Genebra (Geneva)– De relógio
● Mistos– Retorno rápido de
braço oscilante– Retorno rápido de
Whitworth– Zíper– Pinhão e cremalheira
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Conversões de movimentos● Linear p/ rotativo: cremalheira e pinhão● Transformação linear: polia, alavanca● Transformação direcional: alavanca de sinos● Oscilatório p/ recíproco: biela, camo● Oscilatório p/ rotativo: biela● Oscilatório p/ intermitente: catraca● Oscilatório p/ irregular: camo● Recíproco p/ rotativo: pistão● Recíproco p/ oscilatório: vínculos (homem + martelo)● Recíproco p/ intermitente: catraca● Recíproco reflexivo: alavanca, polia● Rotativo p/ linear: roda● Rotativo p/ recíproco: pistão, cardã● Rotativo p/ oscilatório: biela, retorno rápido● Rotativo p/ intermitente: Genebra● Rotativo p/ irregular: camo● Irregular: esta parte do mecanismo não é usada como motora● Intermitente: o elemento que realiza o movimento é usado como final
da transmissão do movimento