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UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA - JOAÇABA - SC
ELEMENTOS DE MÁQUINAS II
ALUNOS: HEIDER TEIXEIRA ROCHA - PAOLA DEBASTIANI
PROBLEMA
A) Mola de compressão 1
B) Mola de compressão 2
A resolução dos problemas encontram-se em Visual BasicPara ver a solução vá na guia Desenvolvedor e depois em Código fonte
Prof. Douglas Roberto Zaions, MSc.
Uma mola de compressão de fio musical de serviço estático é necessária para suportar uma carga de 20 lbf (após ser comprimida 2 in (50,8 mm). A altura sólida da mola não deve exceder a 1 1/2 pol (O comprimento livre não deve exceder a 4 in (101,6 mm). O fator de segurança estático deve ser maior ou igual a Para linearidade robusta, use uma sobrevolta fracionária de 0,15. Existem duas molas a serem projetadas.
UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA - JOAÇABA - SC
ELEMENTOS DE MÁQUINAS II
ALUNOS: HEIDER TEIXEIRA ROCHA - PAOLA DEBASTIANI
PROBLEMA
Prof. Douglas Roberto Zaions, MSc.
Uma mola de compressão de fio musical de serviço estático é necessária para suportar uma carga de 20 lbf (88,96 N) mm). A altura sólida da mola não deve exceder a 1 1/2 pol (38 mm).
mm). O fator de segurança estático deve ser maior ou igual a 1,2.. Existem duas molas a serem projetadas.
Prof. Douglas Roberto Zaions(0xx49) 522 - 2314
UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA - JOAÇABA - SC
ELEMENTOS DE MÁQUINAS II
ALUNOS: HEIDER TEIXEIRA ROCHA - PAOLA DEBASTIANI
Planilha para dimensionamento de Molas de Compressão submetidas a carga estática
Nomenclatura
ƺ Folga fracionária até o fechamento
d fio Diâmetro do fio da mola
D médio Diâmetro médio da mola
D interno Diâmetro interno da mola
D externo Diâmetro externo da mola
C Ìndice de curvatura
Na Nùmero de espiras ativas
Nt Nùmero total de espiras
Ls Comprimento sólido
Lo Comprimento livre
(Lo)cr Comprimento crítico
A Constante
m Expoente "m"
Sut Resistência atração
Sy Resistência ao escoamento
Kb Fator de Bergstrasser
n Coeficiente de segurança
fom Figure of merit
F max Força Màxima aplicada
cr Custo relativo do material
G Módulo de rigidez do material
CONSIDERAÇÕES DE PROJETO
cr 2.6 Tabela: 1.2Fmax 88.96 N
Deflexão máxima (Y) 50.8 mmFolga diametral 1.27 mm
Comrpimento livre < 101.6 mmn >= 1.2 mm
G 81 Gpa Tabela: 1.4
ƺ 0.15
1 - Dados da mola de compressãoD eixo 19.05 mmfolga 1.27 mm Fio musical A228d fio 2.159 mm
D médio 22.479 mmD interno 20.32 mmD externo 24.638 mm
2 - Cálculo do Ìndice de Curvatura "C"
Prof. Douglas Roberto Zaions, MSc.
CASO 1) A mola deve operar sobre um eixo de 19,05 mm com uma tolerância diametral de 1,27 mm.
CLIQUE PARA CÁLCULAR
Prof. Douglas Roberto Zaions(0xx49) 522 - 2314
Onde: C Ìndide de curvaturaDm Diâmetro médio (mm)Df Diâmetro do fio (mm)
C 10.411765
3- Cálculo do SutOnde: Sut Resistência a tração (Mpa)
A m A Constante2211 0.145 df Diâmetro do fio (mm)
m Expoente
Sut 1977.5256 Mpa
4- Cálculo do SyOnde: Sut Resistência a tração (Mpa)
Sy Resistência ao escoamento (Mpa)
Sy 889.88651 Mpa
5- Cálculo do número de espiras ativasOnde: Na Número de espiras ativas
G Módulo de rigidez (Gpa)df Diâmetro do fio (mm)Y Deflexão máxima (mm)Dm Diâmetro médio (mm)
Na 11.059706 Fmax Força máxima (N)
6- Cálculo do número de espiras totaisOnde: Nt Número de espiras totais
Na Número de espiras ativas
Nt 13.059706
7 - Cálculo do comprimento sólidoOnde: d Diâmetro do fio (mm)
Nt Número de espiras totaisLs Comprimento sólido (mm)
Tabela : 1.5
Ls 30.354905 mm
8 - Cálculo do valor de BergstrasserOnde: C Ìndice de curvatura
Kb Fator de Bergstrasser
Kb 1.129376
Prof. Douglas Roberto Zaions(0xx49) 522 - 2314
9 - Cálculo do valor do comprimento livreOnde: Lo Comprimento livre (mm)
Y Deflexão máximaLs Comprimento sólido (mm)
ƺ Folga fracionária até o fechamento
Lo 88.774905 mm
10 - Cálculo da tensão na molaOnde: Kb Fator de Bergstrasser
ƺ Folga fracionária até o fechamento
Fmax Força máxima (N)C Ìndice de curvaturadf Diâmetro do fio (mm)
T 657.20844 Mpa π 3.141593
11 - Cálculo do fator de segurançaOnde: Ssy Resistência ao escoamento (Mpa)
T Tensão na mola (Mpa)
n Coeficiente de segurança
ESTA DE ACORDO
n 1.35404
12 - Cálculo do custo do qual será fabricado a molaOnde: fom Figure of merit
Nt Número total de espirasDm Diâmetro médio do fio (mm)cr Custo relativo do materiald Diâmetro do fio (mm)
Y Deflexão máxima (mm)
fom -0.45
13 - Cálculo da constante elástica da molaOnde: K Constante da mola (N/m)
F Força aplicada (N)Y Deflexão máxima (mm)
K 1751.1811 N/m
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ELEMENTOS DE MÁQUINAS II
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Planilha para dimensionamento da Mola de Compressão
Prof. Douglas Roberto Zaions, MSc.
Prof. Douglas Roberto Zaions(0xx49) 522 - 2314
cr 2.6Fmax 88.96 N
Deflexão máxima (Y) 50.8 mmFolga diametral 1.27 mm
Comrpimento livre < 101.6 mmn >= 1.35404 mm
G 81 Gpa
ƺ 0.15D eixo 19.05 mm
MOLA DE COMPRESSÃO
d fio 2.159 mmD médio 22.479 mmD interno 20.32 mmD externo 24.638 mm
C 10.411765Ls 30.354905 mmSut 1977.5256 MpaSsy 889.88651 MpaNa 11.059706Nt 13.059706KB 1.129376Lo 88.774905 mmn 1.35404Ts 657.20844 Mpa
fom -0.44593
Prof. Douglas Roberto Zaions(0xx49) 522 - 2314
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ELEMENTOS DE MÁQUINAS II
ALUNOS: HEIDER TEIXEIRA ROCHA - PAOLA DEBASTIANI
Planilha para dimensionamento de Molas de Compressão submetidas a carga estática
2 - Cálculo do Ìndice de Curvatura "C"
Prof. Douglas Roberto Zaions, MSc.
CASO 1) A mola deve operar sobre um eixo de 19,05 mm com uma tolerância
Prof. Douglas Roberto Zaions(0xx49) 522 - 2314
Ìndide de curvaturaDiâmetro médio (mm)Diâmetro do fio (mm)
3- Cálculo do SutResistência a tração (Mpa)
Diâmetro do fio (mm)
4- Cálculo do SyResistência a tração (Mpa)Resistência ao escoamento (Mpa)
5- Cálculo do número de espiras ativasNúmero de espiras ativasMódulo de rigidez (Gpa)Diâmetro do fio (mm)Deflexão máxima (mm)Diâmetro médio (mm)
Força máxima (N)
6- Cálculo do número de espiras totaisNúmero de espiras totaisNúmero de espiras ativas
7 - Cálculo do comprimento sólidoDiâmetro do fio (mm)Número de espiras totaisComprimento sólido (mm)
8 - Cálculo do valor de BergstrasserÌndice de curvaturaFator de Bergstrasser
Prof. Douglas Roberto Zaions(0xx49) 522 - 2314
9 - Cálculo do valor do comprimento livreComprimento livre (mm)Deflexão máximaComprimento sólido (mm)
Folga fracionária até o fechamento
10 - Cálculo da tensão na molaFator de Bergstrasser
Folga fracionária até o fechamento
Força máxima (N)Ìndice de curvaturaDiâmetro do fio (mm)
11 - Cálculo do fator de segurançaResistência ao escoamento (Mpa)
Tensão na mola (Mpa)
Coeficiente de segurança
12 - Cálculo do custo do qual será fabricado a molaFigure of merit
Número total de espirasDiâmetro médio do fio (mm)Custo relativo do materialDiâmetro do fio (mm)
Deflexão máxima (mm)
13 - Cálculo da constante elástica da molaConstante da mola (N/m)
Força aplicada (N)Deflexão máxima (mm)
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ELEMENTOS DE MÁQUINAS II
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Planilha para dimensionamento da Mola de Compressão
Prof. Douglas Roberto Zaions, MSc.
UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA - JOAÇABA - SC
ELEMENTOS DE MÁQUINAS II
ALUNOS: HEIXER TEIXEIRA ROCHA - PAOLA DEBASTIANI
Planilha para dimensionamento de Molas de Compressão submetidas a carga estática
Nomenclatura
ƺ Folga fracionária até o fechamento
d fio Diâmetro do fio da mola
D médio Diâmetro médio da mola
D interno Diâmetro interno da mola
D externo Diâmetro externo da mola
C Ìndice de curvatura
Na Nùmero de espiras ativas
Nt Nùmero total de espiras
Ls Comprimento sólido
Lo Comprimento livre
(Lo)cr Comprimento crítico
A Constante
m Expoente "m"
Sut Resistência atração
Sy Resistência ao escoamento
Kb Fator de Bergstrasser
n Coeficiente de segurança
fom Figure of merit
F max Força Màxima aplicada
cr Custo relativo do material
G Módulo de rigidez do material
CONSIDERAÇÕES DE PROJETOcr 2.6 Tabela: 1.2
Fmax 88.96 NDeflexão máxima (Y) 50.8 mm
Folga diametral 1.27 mmComrpimento livre < 101.6 mm
n >= 1.2G 81 Gpa Tabela: 1.4
ƺ 0.15
1 - Dados da mola de compressãoD furo 25.4 mm
Prof. Douglas Roberto Zaions, MSc.
CASO 2) A mola deve operar em um furo de 25,4 mm com uma tolerância diametral de 1,27 mm, para vitar interferência devido a
dilatação do diâmetro da mola.
folga 1.27 mm Fio musical A228d fio 2.159 mm
D médio 21.971 mmD interno 19.812 mmD externo 24.13 mm
2 - Cálculo do Ìndice de Curvatura "C"
Onde: C Ìndide de curvaturaDm Diâmetro médio (mm)Df Diâmetro do fio (mm)
C 10.176471
3- Cálculo do Sut
Onde: Sut Resistência a tração (Mpa)A m A Constante
2211 0.145 df Diâmetro do fio (mm)m Expoente
Sut 1977.5256 Mpa
4- Cálculo do SyOnde: Sut Resistência a tração (Mpa)
Sy Resistência ao escoamento (Mpa)
Sy 889.88651 Mpa
5- Cálculo do número de espiras ativasOnde: Na Número de espiras ativas
G Módulo de rigidez (Gpa)df Diâmetro do fio (mm)Y Deflexão máxima (mm)Dm Diâmetro médio (mm)
Na 11.844727 Fmax Força máxima (N)
6- Cálculo do número de espiras totaisOnde: Nt Número de espiras totais
Na Número de espiras ativas
Nt 13.844727
7 - Cálculo do comprimento sólidoOnde: d Diâmetro do fio (mm)
Nt Número de espiras totais
CLIQUE PARA CÁLCULAR
Ls Comprimento sólido (mm)
Tabela : 1.5
Ls 32.049766 mm
8 - Cálculo do valor de Bergstrasser
Onde: C Ìndice de curvaturaKb Fator de Bergstrasser
Kb 1.1326053
9 - Cálculo do valor do comprimento livre
Onde: Lo Comprimento livre (mm)Y Deflexão máximaLs Comprimento sólido (mm)
ƺ Folga fracionária até o fechamento
Lo 90.469766 mm
10 - Cálculo da tensão na mola
Onde: Kb Fator de Bergstrasser
ƺ Folga fracionária até o fechamento
Fmax Força máxima (N)C Ìndice de curvaturadf Diâmetro do fio (mm)
T 644.19304 Mpa π 3.141593
11 - Cálculo do fator de segurançaOnde: Ssy Resistência ao escoamento (Mpa)
T Tensão na mola (Mpa)
n Coeficiente de segurança
ESTA DE ACORDO
n 1.381397
12 - Cálculo do custo do qual será fabricado a molaOnde: fom Figure of merit
Nt Número total de espirasDm Diâmetro médio do fio (mm)cr Custo relativo do material
d Diâmetro do fio (mm)
Y Deflexão máxima (mm)
fom -0.46
13 - Cálculo da constante elástica da molaOnde: K Constante da mola (N/m)
F Força aplicada (N)Y Deflexão máxima (mm)
K 1751.1811 N/m
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ELEMENTOS DE MÁQUINAS II
ALUNOS: HEIXER TEIXEIRA ROCHA - PAOLA..............
Planilha para dimensionamento da Mola de Compressão
cr 2.6Fmax 88.96 N
Deflexão máxima (Y) 50.8 mmFolga diametral 1.27 mm
Comrpimento livre < 101.6 mmn >= 1.3813973 mm
G 81 Gpa
ƺ 0.15D eixo 25.4 mm
MOLA DE COMPRESSÃO
d fio 2.159 mmD médio 21.971 mmD interno 19.812 mmD externo 24.13 mm
C 10.176471Ls 32.049766 mmSut 1977.5256 MpaSsy 889.88651 MpaNa 11.844727
Prof. Douglas Roberto Zaions, MSc.
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ELEMENTOS DE MÁQUINAS II
ALUNOS: HEIXER TEIXEIRA ROCHA - PAOLA DEBASTIANI
Planilha para dimensionamento de Molas de Compressão submetidas a carga estática
Prof. Douglas Roberto Zaions, MSc.
2 - Cálculo do Ìndice de Curvatura "C"
Diâmetro médio (mm)
3- Cálculo do Sut
Resistência a tração (Mpa)
4- Cálculo do SyResistência a tração (Mpa)Resistência ao escoamento (Mpa)
5- Cálculo do número de espiras ativasNúmero de espiras ativasMódulo de rigidez (Gpa)
Deflexão máxima (mm)Diâmetro médio (mm)
6- Cálculo do número de espiras totaisNúmero de espiras totaisNúmero de espiras ativas
7 - Cálculo do comprimento sólido
Número de espiras totais
Comprimento sólido (mm)
8 - Cálculo do valor de Bergstrasser
Fator de Bergstrasser
9 - Cálculo do valor do comprimento livre
Comprimento livre (mm)
Comprimento sólido (mm)
Folga fracionária até o fechamento
10 - Cálculo da tensão na mola
Fator de Bergstrasser
Folga fracionária até o fechamento
11 - Cálculo do fator de segurançaResistência ao escoamento (Mpa)
Tensão na mola (Mpa)
Coeficiente de segurança
12 - Cálculo do custo do qual será fabricado a molaFigure of merit
Número total de espirasDiâmetro médio do fio (mm)Custo relativo do material
Deflexão máxima (mm)
13 - Cálculo da constante elástica da molaConstante da mola (N/m)
Deflexão máxima (mm)
UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA - JOAÇABA - SC
ELEMENTOS DE MÁQUINAS II
ALUNOS: HEIXER TEIXEIRA ROCHA - PAOLA..............
Planilha para dimensionamento da Mola de Compressão
Prof. Douglas Roberto Zaions, MSc.
UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA - JOAÇABA - SCCENTRO TECNOLÓGICO
ELEMENTOS DE MÁQUINAS IIManutenção de Elementos de Máquinas
ALUNOS: HEIXER TEIXEIRA ROCHA - PAOLA..............
Planilha para seleção dos dados da mola
1 - Seleção do tipo de mola
2 - Determinação do expoente "m" e a constante "A"
Prof. Douglas Roberto Zaions, MSc.