20/08/2014 
ESTEIRA IDENTIFICADORA 
Nome: Victor Lima Freire 
CREA 70.032
ETEC Martin Luther King 
Curso Técnico em Mecatrônica 
Mecanismos Mecatrônicos 
Prof.: Marcos Vaskevicius
Índice 
Esquema mecânico 5 
Dimensionamento do motor 6 
Dimensionamento das ECDRs 1,2 8 
Dimensionamento das ECDRs 3,4 11 ...
Projeto Mecânico
1) Esquema mecânico 
Onde: 
M = Motor trifásico 
P1 e P2 = Acoplamentos 
A a J = Mancais 
I, II, III, IV = Eixos (para sup...
m3,4 = 2,50mm 
P = 170g (por lata de atum) = 170 gf 
N = 170 gf (por lata de atum) 
N = 1,7 Kgf = 2 Kgf (para 10 latas) 
F...
c) Potência necessária para mover a carga 
Mtrol= 71.620 . 푁 (퐶푉) 푛 (푅푃푀) 
Onde: 
N = Potência para mover a carga 
N = rot...
ŋg= (0,9604) . (0,9044) 
ŋg= 0,869 
ŋg = 87% 
e) Potência mínima junto ao motor para mover a carga: 
Nm = N푟표푙 ŋ푔 
Onde: 
...
Np = 7200900 
Np = 8 pólos 
4) Dimensionamento das ECDRs 1,2 
Onde: 
hd1,2 = 1,25 . m = 1,25 . 2,50 mm = hd1,2 = 3,125 mm ...
b) Diâmetro externo: 
De = D + (2 . ha) 
Onde: 
De = Diâmetro externo 
D = Diâmetro primitivo 
ha = Adendum 
De1 = 50 mm +...
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...
L1,2 = 6 . 2,50 mm 
L1,2 = 15,00 mm 
f) Passo: 
P = m . π 
Onde: 
P = Passo 
m = Módulo 
P1,2 = 2,5 mm . 3,14 
P1,2 = 7,85...
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) Dimensioname...
Onde: 
Z = Número de dentes 
D = Diâmetro primitivo 
M = Módulo 
Z3 = 40 mm2,5 mm 
Z3 = 16 dentes 
Z4 = 160 mm2,5 mm 
Z4 =...
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...
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) Largu...
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 = Espes...
V3,4 = 0,51 . 7,85 mm 
V3,4 = 4,00 mm 
6.0 Diagrama das forças atuantes nas ECDRs 1,2: 
Onde: 
F1 = Força resultante na en...
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...
c) Calcular Ft1: 
Ft1 = Mt1r1 
Onde: 
Ft1 = Força Tangencial na ECDR 1 
r1 = Raio da ECDR 1 
Mt1 = Torque na ECDR 1 
Ft1 =...
F1 = √퐹푡12+퐹푟1² 
Onde: 
F1 = Força resultante na ECDR 1 
Ft1 = Força tangencial na ECDR 1 
Fr1 = Força radial na ECDR 1 
F...
F4 = Força resultante na engrenagem 2 (Kgf ou N) 
Ft3 = Força tangencial na engrenagem 1 (Kgf ou N) 
Ft4 = Força tangencia...
b) Calcular r3: 
r3 = D32 
Onde: 
D3 = Diâmetro da ECDR 3 
r3 = Raio da ECDR 3 
r3 = 4 cm2 
r3 = 2 cm 
c) Calcular Ft3: 
F...
Onde: 
Fr3 = Força radial na ECDR 3 
Ft3 = Força tangencial na ECDR 3 
Fr3 = 29,84Kgf . 0,364 
Fr3 = 10,86 Kgf 
e) Calcula...
f) Cálculo das forças na ECDR 4: 
Ft3 = Ft4 = 29,84Kgf 
Fr3 = Fr4 = 10,86Kgf 
F3 = F4 = 31,76Kgf 
10) Dimensionamento dos ...
X = Fator radial (tabelado) 
Fr = Força radial resultante, em cada mancal do eixo I (Kgf) 
Y = Fator axial (tabelado) 
Fa ...
e) Cálculo de capacidade de carga dinâmica (C): 
C = FLFn . P 
Onde: 
C = capacidade de carga dinâmica (Kgf) 
Fn = Fator d...
B = 9 mm 
r = 1 mm 
Onde: 
11) Dimensionamento dos rolamentos para o eixo III do redutor: 
a) Tipo de carga: 
n< 20 RPM = ...
X = Fator radial (tabelado) 
Fr = Força radial resultante, em cada mancal do eixo I (Kgf) 
Y = Fator axial (tabelado) 
Fa ...
e) Cálculo de capacidade de carga dinâmica (C): 
C = FLFn . P 
Onde: 
C = capacidade de carga dinâmica (Kgf) 
Fn = Fator d...
B = 9 mm 
r = 1 mm 
Onde:
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Projeto de uma esteira mecatrônica

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Projeto de uma esteira mecatrônica

  1. 1. 20/08/2014 ESTEIRA IDENTIFICADORA Nome: Victor Lima Freire CREA 70.032
  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 ECDRs 1,2 8 Dimensionamento das ECDRs 3,4 11 Definição das forças nas ECDRs 1,2 15 Definição das forças nas ECDRs 3,4 19 Dimensionamento dos rolamentos para o eixo I do redutor 21 Dimensionamento dos rolamentos para o eixo III do redutor 23 Desenho de Conjunto Preliminar 27
  4. 4. Projeto Mecânico
  5. 5. 1) Esquema mecânico Onde: M = Motor trifásico P1 e P2 = Acoplamentos A a J = Mancais I, II, III, IV = Eixos (para suportarem as ECDRs) 1 a 4 = ECDRs E = Esteira R = Rolete motriz Ftr = 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) Itot= 12 μ = 0,5 (Cof. De atrito) Rrol = 50 mm nm= 900 RPM nrol = 75 RPM m1,2= 2,50 mm
  6. 6. m3,4 = 2,50mm P = 170g (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 Frol= 1 Kgf b) Torque necessário para mover a carga: Mtrol = Frol. Rrol Onde: Mtrol = Torque para mover a carga Rrol = Raio do rolete Mtrol = 1 Kgf . 5 cm Mtrol= 5 Kgf.cm
  7. 7. c) Potência necessária para mover a carga Mtrol= 71.620 . 푁 (퐶푉) 푛 (푅푃푀) Onde: N = Potência para mover a carga N = rotações do rolete 5 Kgf.cm = 71.620 . 푁 (퐶푉) 75 푅푃푀 N(CV) = 75 RPM . 5 퐾푔푓.푐푚 71.620 N (CV) = 0,005 CV d) Rendimento global: ŋg =(ŋECDR)푛1 . (ŋMancal)푛2 Onde: ŋg = Rendimento global ŋECDR= Rendimento da ECDR (98%) ŋMancal= Rendimento do mancal (99%) n1 = Número de pares de ECDRs n2 = Número de mancais ŋg = (0,98)2 . (0,99)10
  8. 8. ŋg= (0,9604) . (0,9044) ŋg= 0,869 ŋg = 87% e) Potência mínima junto ao motor para mover a carga: Nm = N푟표푙 ŋ푔 Onde: Nm = Potência mínima para o motor Nrol = Potência no rolete para mover a carga Nm = 0,0050,869 Nm = 0,0057 CV Nm= 0,25 CV (Padronizado conf. Catalogo WEG) Classe de Proteção: IP 55 f) Número de pólos: Np = 7200 푛 Np = Número de pólos n = RPM do motor
  9. 9. Np = 7200900 Np = 8 pólos 4) Dimensionamento das ECDRs 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 Onde: Z = Número de dentes D = Diâmetro primitivo M = Módulo Z1 = 50 mm2,5 mm Z1 = 20 dentes Z2 = 150 mm2,5 mm Z2 = 60 dentes
  10. 10. b) Diâmetro externo: De = D + (2 . ha) Onde: De = Diâmetro externo D = Diâmetro primitivo 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 D = Diâmetro primitivo hd = Dedendum
  11. 11. 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
  12. 12. L1,2 = 6 . 2,50 mm L1,2 = 15,00 mm f) Passo: P = m . π 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
  13. 13. 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 ECDRs 3,4: Onde: ha3,4 = m = 2,50 mm hd3,4 = 1,25 . m = 1,25 . 2,50 mm = 3,125 mm a) Número de dentes Z = Dm
  14. 14. 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 . ha) Onde: De = Diâmetro externo D = Diâmetro primitivo ha = Adendum
  15. 15. 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) 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 mm – 6,25 mm Di4= 153,75 mm d) Altura do dente:
  16. 16. 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 f) Passo: P = m . π
  17. 17. 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
  18. 18. V3,4 = 0,51 . 7,85 mm V3,4 = 4,00 mm 6.0 Diagrama das forças atuantes nas ECDRs 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) ά = Ângulo de pressão (ά = Alfa) a) No par 1 e 2 temos: a) F1 = F2 b) Fr1 = Fr2 c) Ft1 = Ft2 d) ά = 20º (Engrenagens Cilíndricas) 7.0) Definição das forças nas ECDRs 1,2: a) Cálculo de Mt1 Mt1 = 71.620 . N1n1 ≈ Mtm = 71.620 . Nmnm
  19. 19. 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
  20. 20. c) Calcular Ft1: Ft1 = Mt1r1 Onde: Ft1 = Força Tangencial na ECDR 1 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 20º 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:
  21. 21. F1 = √퐹푡12+퐹푟1² Onde: F1 = Força resultante na ECDR 1 Ft1 = Força tangencial na ECDR 1 Fr1 = Força radial na ECDR 1 F1 = √(7,96 퐾푔푓)2+(2,90 퐾푔푓)² F1 = √63,36 퐾푔푓2+8,41 퐾푔푓² F1 = √71,77 퐾푔푓² F1 = 8,47 Kgf f) Cálculo das forças na ECDR 2: Ft1 = Ft2 = 7,96Kgf Fr1 = Fr2 = 2,90Kgf F1 = F2 = 8,47Kgf 8.0) Diagrama das forças atuantes nas ECDRs 3,4: Onde: F3 = Força resultante na engrenagem 1 (Kgf ou N)
  22. 22. F4 = Força resultante na engrenagem 2 (Kgf ou N) Ft3 = Força tangencial na engrenagem 1 (Kgf ou N) Ft4 = Força tangencial na engrenagem 2 (Kgf ou N) Fr3 = Força radial na engrenagem 1 (Kgf ou N) Fr4 = Força radial na engrenagem 2 (Kgf ou N) ά = Ângulo de pressão (ά = Alfa) b) No par 1 e 2 temos: e) F3 = F4 f) Fr3 = Fr4 g) Ft3 = Ft4 h) ά = 20º (Engrenagens Cilíndricas) 9.0) Definição das Forças das ECDRs 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
  23. 23. b) Calcular r3: r3 = D32 Onde: D3 = Diâmetro da ECDR 3 r3 = Raio da ECDR 3 r3 = 4 cm2 r3 = 2 cm c) Calcular Ft3: Ft3 = Mt3r3 Onde: Ft3 = Força tangencial na ECDR 3 r3 = Raio da ECDR 3 Mt3 = Torque na ECDR 3 Ft3 = 59,67 Kgf .cm2 cm Ft3 = 29,84Kgf d) Calcular Fr3: Fr3 = Ft3 .tan 20º
  24. 24. Onde: Fr3 = Força radial na ECDR 3 Ft3 = Força tangencial na ECDR 3 Fr3 = 29,84Kgf . 0,364 Fr3 = 10,86 Kgf e) Calcular F3: F3 = √퐹푡32+퐹푟3² Onde: F3 = Força resultante na ECDR 3 Ft3 = Força tangencial na ECDR 3 Fr3 = Força radial na ECDR 3 F3 = √(29,84퐾푔푓)2+(10,86퐾푔푓)² F3 = √890,43퐾푔푓2+117,94퐾푔푓² F3 = √1008,37 퐾푔푓² F3 = 31,76 Kgf
  25. 25. f) Cálculo das forças na ECDR 4: Ft3 = Ft4 = 29,84Kgf Fr3 = Fr4 = 10,86Kgf F3 = F4 = 31,76Kgf 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)
  26. 26. 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 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
  27. 27. e) Cálculo de capacidade de carga dinâmica (C): C = 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 C ≥ 50,88 Kgf C = 465 Kgf Rolamento nº 6200 Dimensões do Rolamento nº 6200: d = 10 mm D = 30 mm
  28. 28. 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 I do redutor 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)
  29. 29. 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 = 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) Assim adotaremos: FL = 4,0
  30. 30. e) Cálculo de capacidade de carga dinâmica (C): C = 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 = 4,00,763 . 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
  31. 31. B = 9 mm r = 1 mm Onde:

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