Este documento descreve o projeto mecânico de uma esteira identificadora. Ele inclui o dimensionamento do motor, engrenagens e rolamentos. O motor selecionado foi de 0,25 CV com 8 pólos para impulsionar as quatro engrenagens cilíndricas de módulo 2,5 mm que transmitem o movimento para a esteira através de um rolete motriz.

1. ESTEIRA
IDENTIFICADORA
Técnico responsável: Matheus Miguel
CREA 70 025

2. 2
ETEC Martin Luther King
Curso Técnico em Mecatrônica
Mecanismos
Mecatrônicos
Prof.: Marcos Vaskevicius

3. 3
Índice
Esquema mecânico: ................................................................................................................... 5
Dimensionamento do motor ...................................................................................................... 6
Dimensionamento das ECDR’s 1,2: ........................................................................................ 9
Dimensionamento das ECDR’s 3,4: ...................................................................................... 12
Diagrama das forças atuantes nas ECDR’s 1,2: ................................................................. 16
Definição das forças nas ECDR’s 1,2: .................................................................................. 16
Diagrama das forças atuantes nas ECDR’s 3,4: ................................................................. 19
Definição das forças nas ECDR’s 3,4: .................................................................................. 20
Dimensionamento dos rolamentos para o eixo I do redutor: ............................................. 22
Dimensionamento dos rolamentos para o eixo III do redutor: ........................................... 24

4. 4
Projeto Mecânico

5. 5
1) Esquema mecânico:
Onde:
M = Motor trifásico
P1 e P2 = Acoplamentos
A a J = Mancais
I, II, II e IV = Eixos (para suportarem as ECDR’s)
1 a 4 = ECDR’s
E = Esteira
R = Rolete motriz
Frol = Força tangencial no rolete
2) Valores adotados (pesquisa de campo):
D1 = 50 mm (Diâmetro ECDR 1)
D2 = 150 mm (Diâmetro ECDR 2)
D3 = 40 mm (Diâmetro ECDR 3)
D4 = 160 mm (Diâmetro ECDR 4)

6. 6
Itot= 12
휇 = 0,5 (Cof. de atrito)
Rrol = 50 mm
nm = 900 RPM
nrol = 75 RPM
m1,2 = 2.50 mm
m3.4 = 2,50 mm
P = 170 g (por lata de atum) = 170 gf
N = 170 gf (por lata de atum)
N = 1,7 Kgf = 2 Kgf (para 10 latas)
Frequência = 60 Hz
3) Dimensionamento do motor
a) Força aplicada no rolete: Frol=μ .N
Onde:
μ = Coeficiente de atrito
N = Força normal sobre o rolete Frol=0,5 .2 kgf 퐅퐫퐨퐥=ퟏ 퐊퐠퐟
b) Torque necessário para mover a carga: Mtrol=Frol.Rrol
Onde:
Mtrol = Torque para mover a carga
Rrol = Raio do rolete Mtrol=1Kgf.5 cm

7. 7
Mtrol=5Kgf .cm
c) Potência necessária para mover a carga: Mtrol=71.620 . N (CV) n (RPM)
Onde:
N = Potência para mover a carga
n = Rotações do rolete 5 Kgf.cm=71.620 . N (CV) 75 (RPM) N (CV)=75 RPM .5 Kgf.cm71.620 퐍 (퐂퐕)=ퟎ,ퟎퟎퟓ 퐂퐕
d) Rendimento global: ŋg=(ŋECDR)n1.(ŋMancal)n2
Onde:
ŋg = Rendimento global
ŋECDR = Rendimento da ECDR (98%)
ŋMancal = Rendimento do Mancal (99%)
n1 = Número de pares de ECDR’s
n2 = Número de mancais ŋg=(0,98)2 .(0,99)10 ŋg=(0,9604) .(0,9044) ŋg=0,869 ŋg=87%
e) Potência mínima junto ao motor para mover a carga:

8. 8

9. 9
Nm= Nrolŋg
Onde:
Ng = Potência mínima para o motor
Nrol = Potência do rolete para mover a carga Nm= 0.0050,869
Nm = 0,0057 CV
Nm = 0,25 CV (padronizado conf.catálogo WEG)
Classe de Proteção: IP 55
f) Número de pólos: Np= 7200n
Np = Número de pólos
N = RPM do motor Np= 7200900
Np = 8 pólos
4) Dimensionamento das ECDR’s 1,2:
Onde:
Hd1,2 = 1,25 . m = 1,25 . 2.50 mm = hd1,2 = 3,125 mm
Ha1,2 = m = ha1,2 = 2,50 mm
a) Número de dentes: Z= Dm

10. 10
Onde:
Z = Número de dentes
D = Diâmetro primitivo
m = Módulo Z1= 50 mm2,5 mm
Z1 = 20 dentes Z2=60 dentes
Z2 = 60 dentes
b) Diâmetro externo: De=D+(2 .ha)
Onde:
De = Diâmetro externo
D = Diâmetro interno
Ha = Adendum
De1 = 50 mm + ( 2 . 2,5 mm )
De1 = 50 mm + 5 mm
De1 = 55 mm
De2 = 150 mm + ( 2 . 2,5 mm)
De2 = 150 mm + 5 mm
De2 = 155 mm
c) Diâmetro interno
Di = D – ( 2 . hd )
Onde:
Di = Diâmetro interno

11. 11
D = Diâmetro primitivo
hd = Dedendum
Di1 = 50 mm – (2 . 3,125 mm)
Di1 = 50 mm – 6,25 mm
Di1 = 43,75 mm
Di2 = 150 mm – (2 . 3,125 mm)
Di2 = 150 mm – 6,25 mm
Di2 = 143,75 mm
d) altura do dente:
H = hd + ha
Onde:
H = Altura do dente
hd = Dedendum
ha = Adendum
H1,2 = 3,125 mm + 2,50 mm
H1,2 = 5,625 mm
e) Largura do dente:
L = 6 .m
Onde:
L = Largura do dente
m = Módulo
L1,2 = 6 . 2,50 mm
L1,2 = 15,00 mm
f) Passo:
P = m .π

12. 12
Onde:
P = Passo
m = Módulo
P1,2 = 2,5 mm . 3,14
P1,2 = 7,85 mm
g) Espessura do dente:
E = 0,49 . P
Onde:
E = Espessura do dente
P = Passo
E1,2 = 0,49 . 7,85 mm
E1,2 = 3,85 mm
h) Vão do dente:
V = 0,51 . P
Onde:
V = Vão do dente
P = Passo
V1,2 = 0,51 . 7,85 mm
V1,2 = 4,00 mm
5) Dimensionamento das ECDR’s 3,4:
Onde:
Ha3,4 = m = 2,50 mm
Hd3,4 = 1,25 .m = 1,25 . 2,50 mm = 3,125 mm

13. 13
a) Número de dentes Z= Dm
Onde:
Z = Número de dentes
D = Diâmetro primitivo
m = Módulo Z3= 40 mm2,5 mm
Z3 = 16 dentes Z4= 160 mm2,5 mm
Z4 = 64 dentes
b) Diâmetro externo:
De = D + ( 2 . m)
Onde:
De = Diâmetro externo
D = Diâmetro primitivo
m = Módulo
De3 = 40 mm + (2 . 2,5 mm)
De3 = 40 mm + 5 mm
De3 = 45 mm
De4 = 160 mm + (2 . 2,5 mm)
De4 = 160 mm + 5 mm
De4 = 165 mm
c) Diâmetro interno
Di = D – (2 .hd)

14. 14
Onde:
Di = Diâmetro interno
D = Diâmetro primitivo
hd = Dedendum
Di3 = 40 mm – (2 . 3,125 mm)
Di3 = 40 mm – 6,25 mm
Di3 = 33,75 mm
Di4 = 160 mm – (2 . 3,125 mm)
Di4 = 160 – 6,25 mm
Di4 = 153,75
d) Altura do dente:
H = hd + ha
Onde:
H = Altura do dente
hd = Dedendum
ha = Adendum
H3,4 = 3,125 mm + 2,50 mm
H3,4 = 5,625 mm
e) Largura do dente:
L = 6 .m
Onde:
L = Largura do dente
m = Módulo
L3,4 = 6 . 2,50 mm
L3,4 = 15,00 mm

15. 15
f) Passo:
P = m .π
Onde:
P = Passo
m = Módulo
P3,4 = 2,5 mm . 3,14
P3,4 = 7,85 mm
g) Espessura do dente:
E = 0,49 . P
Onde:
E = Espessura do dente
P = Passo
E3,4 = 0,49 . 7,85 mm
E3,4 = 3,85 mm
h) Vão do dente:
V = 0,51 . P
Onde:
V = Vão do dente
P = Passo
V3,4 = 0,51 . 7,85 mm
V3,4 = 4,00 mm

16. 16
6.0) Diagrama das forças atuantes nas ECDR’s 1,2:
Onde:
F1 = Força resultante na engrenagem 1 (kgf ou N)
F2 = Força resultante na engrenagem 2 (kgf ou N)
Ft1 = Força tangencial na engrenagem 1 (kgf ou N)
Ft2 = Força tangencial na engrenagem 2 (kgf ou N)
Fr1 = Força radial na engrenagem 1 (kgf ou N)
Fr2 = Força radial na engrenagem 2 (kgf ou N)
α = Ângulo de pressão (α = Alfa)
a) No par 1 e 2 temos:
a) F1 = F2
b) Fr1 = Fr2
c) Ft1 = Ft2
d) α = 20° (Engrenagens Cilíndricas)
7.0) Definição das forças nas ECDR’s 1,2:

17. 17
a) Cálculo de Mt1: Mt1=71.620 . N1n1≅Mtm=71.620 . Nmnm
Onde:
N1 = Potência na ECDR 1
n1 = RPM da ECDR 1
Nm = Potência do motor
nm =RPM do motor
Mt1 = Torque na ECDR 1
Mtm = Torque do motor Mt1=71.620 .0,25900
Mt1 = 71.620 . 0,0003
Mt1 = 19,89 Kgf.cm
b) Calcular r1: r1= D12
Onde:
D1 = Diâmetro da ECDR 1
r1 = Raio da ECDR 1 r1= 5 cm2
r1 = 2,5 cm
c) Calcular Ft1: Ft1= Mt1r1
Onde:
Ft1 = Força Tangencial na ECDR 1

18. 18
r1 = Raio da ECDR 1
Mt1 = Torque na ECDR 1 Ft1= 19,89 Kgf .cm2,5 cm
Ft1 = 7,96 Kgf
d) Calcular Fr1:
Fr1 = Ft1 .tan 20°
Onde:
Fr1 = Força radial na ECDR 1
Ft1 = Força tangencial na ECDR 1
Fr1 = 7,96 kgf . 0,364
Fr1 = 2,90 kgf
e) Calcular F1: 퐹푟1=√퐹푡12+퐹푟12
Onde:
F1 = Força resultante na ECDR 1
Ft1 = Força tangencial na ECDR 1
Fr1 = Força radial na ECDR 1 퐹1=√(7,96 푘푔푓)2+(2,90 푘푔푓)2 퐹1=√63,36 푘푔푓2+8,41 푘푔푓2 퐹1=√71,77 푘푔푓2
F1 = 8,47 kgf
f) Cálculo das forças na ECDR 2:

19. 19
Ft1 = Ft2 = 7,96kgf
Fr1 = Fr2 = 2,90kgf
F1 = F2 = 8,47kgf
8.0) Diagrama das forças atuantes nas ECDR’s 3,4:
Onde:
F3 = Força resultante na engrenagem 3 (kgf ou N)
F4 = Força resultante na engrenagem 4 (kgf ou N)
Ft3 = Força tangencial na engrenagem 3 (kgf ou N)
Ft4 = Força tangencial na engrenagem 4 (kgf ou N)
Fr3 = Força radial na engrenagem 3 (kgf ou N)
Fr4 = Força radial na engrenagem 4 (kgf ou N)
α = Ângulo de pressão (α = Alfa)
a) No par 3 e 4 temos:
a) F3 = F4
b) Fr3 = Fr4
c) Ft3 = Ft4

20. 20
d) α = 20° (Engrenagens Cilíndricas)
9.0) Definição das forças nas ECDR’s 3,4:
a) Cálculo de Mt3:
Mt2 = Mt1 . i1,2
Onde:
Mt1 = Torque na ECDR 1
Mt2 = Torque na ECDR 2
I1,2 = Relação de transmissão das ECDR 1 e 2
Mt2 = 19,89 kgf . cm . 3
Mt2 = 59,67 kgf . cm
Mt2 = Mt3, pois a ECDR 2 está no mesmo eixo que a ECDR 3.
b) Calcular r3: r3= D32
Onde:
D3 = Diâmetro da ECDR 3
R3 = Raio da ECDR 3 r3= D32
r3 = 2 cm
c) Calcular Ft3: Ft3= Mt3r3
Onde:
Ft3 = Força tangencial na ECDR 3
r3 = Raio da ECDR 3

21. 21
Mt3= Torque na ECDR 3 Ft3= 59,67 Kgf.cm2 cm
Ft3 = 29,84 kgf
d) Calcular Fr3:
Fr3 = Ft3 . tan 20°
Onde:
Fr3 = Força radial na ECDR 3
Ft3 = Força tangencial na ECDR 3
Fr3 = 29,84 kgf . 0,364
Fr3 = 10,86 kgf
e) Calcular F3: F3=√Ft32+Fr32
Onde:
F3 = Força resultante sobre a ECDR 3
Ft3 = Força tangencial sobre a ECDR 3
Fr3 = Força radical sobre a ECDR 3 F3=√(29,84 kgf)2+(10,86 kgf)2 F3=√890,43 kgf2+117,94 kgf2 F3=√1008,37 kgf
F3 = 31,76 kgf
f) Cálculo das forças na ECDR 4:
Ft3 = Ft4 = 29,84 kgf
Fr3 = Fr4 = 10,86 kgf

22. 22
F3 = F4 = 31,76 kgf
10) Dimensionamento dos rolamentos para o eixo I do redutor:
a) Tipo de carga:
n < 20 RPM = Carga estática
n ≥ 20 RPM = Carga dinâmica
Onde:
n = Número de rotações do eixo I do redutor
900 RPM > 20 RPM
Logo iremos dimensionar esses rolamentos pelo método da carga dinâmica.
b) Carga dinâmica equivalente:
P = X . Fr + Y . Fa
Onde:
P = Carga dinâmica equivalente (kgf)
X = Fator radial (tabelado)
Fr = Força radial resultante, em cada mancal do eixo I (kgf)
Y = Fator axial ( tabelado)
Fa = Força axial resultante, em cada mancal do eixo I (kgf)
Quando:
Fa = 0 => P = Fr P=Fr= F12 P= 8,472

23. 23
P = 4,24 kgf
c) Cálculo de Fn:
Verificando a tabela sobre esse fator, encontraremos que para:
n = 900 RPM
Fn = 0,333
d) Cálculo de FL:
Verificando a tabela, encontraremos que 3,0 ≥ FL ≤ 4,5 (rolos de correias transportadoras)
Assim adotaremos:
FL = 4,0
e) Cálculo de capacidade de carga dinâmica (C) : 퐶= FLFn.P
Onde:
C = Capacidade de carga dinâmica (kgf)
Fn = Fator do número de rotações
FL = fator sobre a aplicação do rolamento
P = Carga dinâmica equivalente C= 4,00,333 .4,24 kgf
C = 12 . 4,24 kgf
C = 50,88 kgf
f) Seleção do rolamento:
Verificando a tabela

24. 24
C ≥ 50,88 kgf
C = 465 kgf
Rolamento nº 6200
Dimensões do Rolamento nº 6200:
d = 10 mm
D = 30 mm
B = 9 mm
r = 1 mm
Onde:
11 Dimensionamento dos rolamentos para o eixo III do redutor:
a) Tipo de Carga:
n < 20 RPM = Carga Estática
n ≥ 20 RPM = Carga Dinâmica
Onde:
n = Número de rotações do eixo III do redutor

25. 25
75 RPM > 20 RPM
Logo iremos dimensionar esses rolamentos pelo método da carga dinâmica.
b) Carga dinâmica equivalente:
P = X . Fr + Y . Fa
Onde:
P = Carga dinâmica equivalente (kgf)
X = Fator radial (tabelado)
Fr = Força radial resultante, em cada mancal do eixo III (kgf)
Y = Fator axial
Fa = Força axial resultante, em cada mancal do eixo III (kgf)
Quando:
Fa = 0 => P = Fr P=Fr= F32 P= 31,762
P = 15,88 kgf
c) Cálculo de Fn:
Verificando a tabela sobre esse fator, encontraremos que para:
n = 75 RPM
Fn = 0,763
d) Cálculo de FL:
Verificando a tabela, encontraremos que 3,0 ≥ FL ≤ 4,5 (rolos de correias transportadoras)

26. 26
Assim adotaremos:
FL = 4,0
e) Cálculo de Capacidade de Carga Dinâmica: C= FLFn.P
Onde:
C = Capacidade de carga dinâmica
Fn = Fator do número de rotações
FL = Fator sobre a aplicação do rolamento
P = carga dinâmica equivalente C= 4,00,763 .15,88 kgf
C = 5,24 . 15,88 kgf
C = 83,21 kgf
f) Seleção do Rolamento:
Verificando a Tabela
C ≥ 83,21 kgf
C = 465 kgf
Rolamento nº 6200
Dimensões do Rolamento nº 6200:
d = 10 mm
D = 30 mm
B = 9 mm

27. 27
r = 1 mm
Onde:

28. 28
Desenho de Conjunto
Preliminar