CÁLCULOS - COROA E PINHÃO - EIXOS - CHAVETAS - MOLAS.xls

8/11/2019 CLCULOS - COROA E PINHO - EIXOS - CHAVETAS - MOLAS.xls

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...............................................................................................................................

ENSINO PRESENCIAL COM SUPORTE EAD

SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM MECATRNICA INDUSTRIAL

RAUL MARCO ANTONIO DA SILVA RA 850408

PORTFLIO N 1

...............................................................................................................................Guarulhos

2009


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RAUL MARCO ANTONIO DA SILVA RA 850408

PORTFLIO N 1

Trabalho apresentado ao Curso Superior de

Tecnologia em Mecatrnica Industrial daFaculdade ENIAC para a disciplina Elementos deMquina.

Prof. FRANCISCO LAMEIRAS JUNIOR

Guarulhos

2009


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Sequncia de Clculo para o Projeto de par de engrenagens dentes retos (ECDR) (PINHO e COROA)

Aula 02 Dimensionamento do Pinho1) Critrio de presso (desgaste)

1.1) Torque no Pinho ( Mt )

30000 . P P =(Potncia em w) 6000 n n =(rpm do motor) 1750

30 . P P =(Potncia em w) n n =(rpm do motor)

1.2) Relao de Tranmisso ( i )2 2= n en es a coroa 51

1 1 = n en es o p n o 25

1.3) Presso Admissvel ( Padm )

1.3.1)Fator de durabilidade ( W ).np. np = ro a o o p n o 1750

10 . h =(durao estimada) 10000

1.3.2) Clculo da Presso Admissvel ( Padm )0,487.HB HB =(dureza brinel) 6000

W1/6 W1/6 =( durabilidade elevado1/6 ) 3.188

1.4) Fator de Servio ( ) conforme tabela AGMA(pag.88) para este caso 10 h dirias = 1.25

1.5) Volume mnimo do Pinho ( b1. d 1 ) = X

5,72 .105. Mt . i +1 . Mt=Torque no pinho 32740 Nmm

Padm i+0,14 Padm =Presso admissvel 1200

i

+_ para interno b1 = largura de dente de pinho (mm)

i

-_ para interno d1 = dimetro primitivo do pinho (mm);d1 =dp1

X= 2.267 .104

mm i = relao de transmisso

1.6) Relao entre b1/d1 0.25 ou seja a relao entre a largura e o primitivo da engrenagem dada no enu

se b1/d1=0,25 ento 0,25d1x d 1 = 22670 mm 22670

0.25

Portanto, od1 44.9

Z1 25

mn= mdulo normalizado 2.00 mm

1050

= 2.04

3.19

onde,

onde,

Mt= 32740 Nmm

Mt = onde,

Mt = onde,

W1/6

=

Por meio da DIN 780 (pag.84) fixa-se o mdulo da ferramenta em :

Z1= n dentes pinho

onde,

Mt= 33 Nm

onde,

W =

mdulo(m)=

i =

W =

Padm =

adm= 917 Nmm

1.80

b 1 . d1 =

22670 mm

44.93logo se d1 =

m = onde,

d1=

mm


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1.7) Dimetro Primitivo recalculado (dp1)

mn = mdulo normalizado

Z1 = n dentes do pinho

1.8) Largura do Pinho ( b1)

x x = Volume do pinho

dp1 dp1 = primitivo recalculado pelo mdulo normalizad

2) Verificao da flexo no p do denteFt = fora tangencial ser calculada no item 2.1

Ft.q. q = Fator de Forma Consultar tabela item 2.2b.mn = Fator de Servio calculado em no item 1.4

b = Largura do Pinho calculado no item 1.8mn= m u o norma za o ca cua o no tem .

2.1) Fora tangencial ( Ft)

2Mt Mt= Torque no Pinho 32740

d1 d1 = do pinho normalizado 50.0

2.2) Fator de forma ( q ) ver Tabela para este caso = 3.0750

2.3) Fator de Servio ( ) calculado em no item 1.4 1.25

2.4) Mdulo normalizado ( mn)calculado no item 1.6 2.0 mm

2.5) Largura do Pinho ( b ) calculado no item 1.8 9.1 mm

2.6) Tenso Mxima ( max ) calculada no item 2 278 Nmm

2.7) ANLISE DO DIMENSIONAMENTO

mx = adm =278 170 onde, dada de acordo com a tabela para material

Nmm Nmm

SIM IREMOS PARA O ITEM 3.0 NO IREMOS PARA O ITEM 2.8

2.8) Redimensionamento do pinho

Ft = fora tangencial ser calculada no item 2.1 1310Ft.q. q = Fator de Forma Consultar tabela item 2.2 3.175

m n . adm = Fator de Servio calculado em no item 1.4 1.25mn = mdulo normatizado calculado no item 1.6 2.0

14.8 mm

b1 1.20 bi-apoiada Ok

d1 0.75 em balano Ok

Ft =

mm

onde,

SAE 4320/43

b 1 largura do pinho recalculado tem que ser

0.30

onde,

b1=

mx =

dp1 =

dp1=

mx adm

adm neste caso ser o valor de tenso admissiveldo material

PINHO APROVADO ?

NO

Relaoentre

170

onde,

Ft = 1310

Nmm

mn. Z 1

N

50.0

adm

b 1 =

9.1 mm

onde,

onde,

Mantem-se o mdulo e faz-se o redimensionamento da largura do pinho ( b ),

utilizando a tenso mxima admissvel (max)

b 1 =

mx = 278


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3) Caracteristicas geomtricas do pinho

3.1) Passo (p )p = m n . onde, mn = mdulo normalizado calculado no item 1.6

p =6.28 mm = ( PI )

3.2) Vo entre os dentes ( v)v = p/2 onde, p = Passo calculado no item 3.1

v =3.14 mm

3.3) Altura do dente ( a )a = m n onde, mn = mdulo normalizado calculado no item 1.6

a =2.00 mm

3.4) Altura do p do dente ( b )b = 1,2.m n onde, mn = mdulo normalizado calculado no item 1.6

b= 2.40 mm

3.5) Altura total do dente ( h )

h = 2,2.m n onde, mn = mdulo normalizado calculado no item 1.6h= 4.40 mm

3.6) Espessura do dente ( e )e = p/2 onde, p = Passo calculado no item 3.1

e= 3.14 mm

3.7) Folga na cabea ( c )c = 0,2.m n onde, mn = mdulo normalizado calculado no item 1.6

c= 0.40 mm

3.8) Dimetro primitivo ( dp1 )

dp1 = m n . Z onde, mn = mdulo normalizado calculado no item 1.6dp1= 50.00 mm Z1= n dentes do pinho informado no item 1.2

3.9) Dimetro interno ( di,1)

onde, mn = mdulo normalizado calculado no item 1.6

di,1= 45.20 mm dp1 = primitivo do pinho

3.10) Dimetro externo ( de,1)


de,1= 54.00 mm Z1= n dentes do pinho informado no item 1.2

de,1 = m n ( Z1 + 2 )

di,1 = dp1 -2,4.m n


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4) Caracteristicas geomtricas da coroa


p =6.28 mm = ( PI )


v= 3.14 mm


a= 2.00 mm


b= 2.40 mm


h = 2,2.m n onde, mn = mdulo normalizado calculado no item 1.6h= 4.40 mm

4.6) Espessura do dente ( e )

e = p/2 onde, p = Passo calculado no item 3.1e= 3.14 mm

4.7) Folga na cabea ( c )c = , .m n onde, mn = m uo norma za o cacua o no tem .

c= 0.40 mm


dp2= m n . Z onde, mn = mdulo normalizado calculado no item 1.6dp2= 102.00 mm Z2= n dentes da coroa informado no item 1.1



di,2= 97.20 mm dp2 = primitivo da coroa



de,2= 106.00 mm Z2= n dentes da coroa informado no item 1.1

di,2= dp2-2,4.m n

de,2= m n ( Z2+ 2 )


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Sequncia de Clculo para o Projeto de EixosAula 03 Dimensionamento de eixos


Mt = 32740 Nmm

2) Esforos na Tranmisso2.1) Fora tangencial2.1.1) Dimetro primitivo do pinho 1 = m. 1 onde, m =(Mdulo) em mm

d1 = 50.0 mm Z1 =(n dentes do pinho)

2.1.2) Fora tangencial 2Mt Mt=(Torque na rvore (1))

d d =( do pinho)m.Z1)Ft = 1310 N

2.2) Fora radial Fr = Ft. tgx onde, Ft=(Fora tangencial)Fr= 477 N tgx =(tangente de alfa _)

2.3) Fora resultante FN = onde, Ft= 1715099

FN= 1394 N Fr= 227207

3) Momento fletor3.1) Plano vertical3.1.1) Reaes de apoio3.1.2) Momento fletor3.2) Plano horizontal3.2.1) Reaes de apoio3.2.2) Momento fletor3.3) Momento resultante

MR = MV2

+ MH2

onde, MV

= 0MR= 28000 Nmm H= 0

MR = 784000000 28000

4) Momento idealMi = onde, adm ( tenso de trao admissivel ) 50

Mi= 28120 Nmm adm ( tenso de trabalho ) Tabela 270a = 0.1851852

a / 2= 0.0925926(a/2.MR)= 6721536 28120

5) Dimetro da rvore d 2,17 . (b*.Mi)/adm onde, b* fator de forma 1.000

b* = 1/(1-(d/D)4

d 17.91 mm b*.Mi= 0

562 = 8.25 mm

(b*.Mi)/adm =

onde,

Ft = onde,

(Ft+ Fr )

MV2

+ MH2 =

Mr+ (a/2.MR)

a=

1) Torque na rvore Mt =


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Sequncia de Clculo para o Dimensionamento de ChavetaAula 04 Dimensionamento de chavetas


Mt = 32740 Nmm

2) Fora tangencial Mt Mt=(Torque na rvore (1))R R =d( do eixo )/2 8.96

Ft = 3274 N

3) Dimensionamento por cisalhamentoFt onde, Ft=(Fora tangencial)

b.csm b =largura dada em tabela ( tenho)

l c= 9.1 mm

4) Dimensionamento por esmagamentoFt onde, Ft=(Fora tangencial)

esm.(h-t1) esm = tenso de esmagamento l e= 13.1 mm

5)Dimensionamento final

Ser adotado sempre o > no caso ser o le = 13.1 mm

le =

h - t1 = (6-3,5)

1) Torque na rvore Mt = onde,

Ft = onde,

lc =

csm = tenso de cisalhamento


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De 28 a 34( q ) 3.1 3.0

Para 28 3.1000

De 24 a 28( q ) 3.2 3.1

Para 25 3.1750

0.3 a 1.01.0 a 4.04.0 a 7.07.0 a 16.016.0 a 24.024.0 a 45.045.0 a 75.0

Mdulo ( mm ) Incremento ( mm )0.100.25

Fator de Forma ( q )

Exemplo

5.00

Confira o ex ao lado Substituindo o valorachurado

De acordo com o ex substitua os valores databela acima

0.501.002.003.00

Mdulos Normalizados


10/37


11/37


12/37

Nmm

ciado

25

mm


13/37

o

1310

3.0750

1.259.12.0

40


14/37


15/37


16/37

60001750

2.00

25

3274050.0

131020

N/mm

N/mm


17/37

60001750

3274010.0

3274

6

60

3274

1002.5


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Sequncia de Clculo para o Projeto de par de engrenagens dentes retos (ECDR) (PINHO e COROA)

Aula 02 Dimensionamento do Pinho1) Critrio de presso (desgaste)

1.1) Torque no Pinho ( Mt )



1.2) Relao de Tranmisso ( i )2 2= n en es a coroa 51

1 1 = n en es o p n o 25

1.3) Presso Admissvel ( Padm )

1.3.1)Fator de durabilidade ( W ).np. np = ro a o o p n o 1750

10 . h =(durao estimada) 10000

1.3.2) Clculo da Presso Admissvel ( Padm )0,487.HB HB =(dureza brinel) 6000

W1/6 W1/6 =( durabilidade elevado1/6 ) 3.188

1.4) Fator de Servio ( ) conforme tabela AGMA(pag.88) para este caso 10 h dirias = 1.25

1.5) Volume mnimo do Pinho ( b1 . d 1 ) = X

5,72 .105. Mt . i +1 . Mt=Torque no pinho 32740 Nmm

Padm i+0,14 Padm =Presso admissvel 1200

i

+_ para interno b1 = largura de dente de pinho (mm)

i

-_ para interno d1 = dimetro primitivo do pinho (mm);d1 =dp1

X= 2.267 .104

mm i = relao de transmisso

1.6) Relao entre b1/d1 0.25 ou seja a relao entre a largura e o primitivo da engrenagem dada no enunci

se b1/d1=0,25 ento 0,25d1x d 1 = 22670 mm 22670

0.25

Portanto, od1 44.9

Z1 25

mn = mdulo normalizado 2.0 mm

mm

44.93logo se d1 =

m = onde,

d1=

W1/6

=

Padm = 917 Nmm

32740 Nmm

onde,

mdulo(m)= 1.80

b 1 . d1 =

22670 mm

i =

W =

3.19

Por meio da DIN 780 (pag.84) fixa-se o mdulo da ferramenta em :

Z1= n dentes pinho

Mt = onde,

Mt = onde,

Mt = 33 Nm

Mt =

onde,

onde,

W = 1050

i = 2.04

Padm = onde,

Preparado por RAUL MARCO ANTONIO DA SILVA 9/22/2014 Pgina 19


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1.7) Dimetro Primitivo recalculado (dp1) 572000

mn = mdulo normalizado 0.031705834

Z1 = n dentes do pinho 22670

1.8) Largura do Pinho ( b1 )

x x = Volume do pinho

dp1 dp1 = primitivo recalculado pelo mdulo normalizado

2) Verificao da flexo no p do denteFt = fora tangencial ser calculada no item 2.1

Ft.q. q = Fator de Forma Consultar tabela item 2.2b.mn = Fator de Servio calculado em no item 1.4

b = Largura do Pinho calculado no item 1.8mn= m u o norma za o ca cua o no tem .

2.1) Fora tangencial ( Ft)

2Mt Mt= Torque no Pinho 32740

d1 d1 = do pinho normalizado 50.0

2.2) Fator de forma ( q ) ver Tabela para este caso = 3.1750

2.3) Fator de Servio ( ) calculado em no item 1.4 1.25

2.4) Mdulo normalizado ( mn )calculado no item 1.6 2.0 mm

2.5) Largura do Pinho ( b ) calculado no item 1.8 9.1 mm

2.6) Tenso Mxima ( max ) calculada no item 2 287 Nmm

2.7) ANLISE DO DIMENSIONAMENTO

mx = adm =287 170 onde, dada de acordo com a tabela para material SAE 4320/4340

Nmm Nmm

SIM IREMOS PARA O ITEM 3.0 NO IREMOS PARA O ITEM 2.8

2.8) Redimensionamento do pinho

Ft = fora tangencial ser calculada no item 2.1 1310Ft.q. q = Fator de Forma Consultar tabela item 2.2 3.175

m n . adm = Fator de Servio calculado em no item 1.4 1.25mn = mdulo normatizado calculado no item 1.6 2.0

b 1 que neste caso a largura do pinho recalculado para 15.3 mm

b1 1.20 bi-apoiada Ok

d1 0.75 em balano Ok

170

NO

onde,

Ft = 1310

Mantem-se o mdulo e faz-se o redimensionamento da largura do pinho ( b ),

utilizando a tenso mxima admissvel (max)

b 1 = onde,

mx adm

adm neste caso ser o valor de tenso admissiveldo material

PINHO APROVADO ?

Relaoentre

0.31

Nmmmx = 287

mm

mn. Z 1

b 1 =

9.1 mm

mx = adm

Ft=

dp1 =

dp1 = 50.0

b 1 =

onde,

onde,

N

onde,



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3) Caracteristicas geomtricas do pinho


p = 6.28 mm = ( PI )


v= 3.14 mm


a = 2.00 mm


b = 2.40 mm


h = 2,2.m n onde, mn = mdulo normalizado calculado no item 1.6h = 4.40 mm

3.6) Espessura do dente ( e )e = p/2 onde, p = Passo calculado no item 3.1

e = 3.14 mm

3.7) Folga na cabea ( c )c = 0,2.m n onde, mn = mdulo normalizado calculado no item 1.6

c= 0.40 mm


dp1 = m n . Z onde, mn = mdulo normalizado calculado no item 1.6dp1 = 50.00 mm Z1= n dentes do pinho informado no item 1.2



di,1 = 45.20 mm dp1 = primitivo do pinho



de,1 = 54.00 mm Z1= n dentes do pinho informado no item 1.2

di,1 = dp1 -2,4.m n

de,1 = m n ( Z1 + 2 )



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4) Caracteristicas geomtricas da coroa


p = 6.28 mm = ( PI )


v= 3.14 mm


a = 2.00 mm


b = 2.40 mm


h = 2,2.m n onde, mn = mdulo normalizado calculado no item 1.6h = 4.40 mm

4.6) Espessura do dente ( e )

e = p/2 onde, p = Passo calculado no item 3.1e = 3.14 mm

4.7) Folga na cabea ( c )c = , .m n onde, mn = m u o norma za o cacua o no tem .

c= 0.40 mm


dp2= m n . Z onde, mn = mdulo normalizado calculado no item 1.6dp2= 102.00 mm Z2= n dentes da coroa informado no item 1.1



di,2= 97.20 mm dp2 = primitivo da coroa



de,2= 106.00 mm Z2= n dentes da coroa informado no item 1.1

di,2= dp2-2,4.m n

de,2= m n ( Z2+ 2 )



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Nmm

iado

25

mm



24/37

3.04

1.25

2.18

1310

3.1750

1.259.12.0



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26/37Preparado por RAUL MARCO ANTONIO DA SILVA 9/22/2014 Pgina 26


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Sequncia de Clculo para o Projeto de EixosAula 03 Dimensionamento de eixos


Mt = 32740 Nmm

2) Esforos na Tranmisso2.1) Fora tangencial2.1.1) Dimetro primitivo do pinho d1 = m.Z1 onde, m =(Mdulo) em mm 2

d1 = 50.0 mm Z1 =(n dentes do pinho) 25

2.1.2) Fora tangencial 2Mt = orque na rvore 32740

d d =( do pinho)m.Z1) 50.0Ft = 1310 N

2.2) Fora radial Fr = Ft. tgx onde, Ft=(Fora tangencial) 1310Fr = 477 N tgx =(tangente de alfa _) 20

2.3) Fora resultante FN = onde, Ft= 1715099

FN = 1394 N Fr

= 227207

3) Momento fletor3.1) Plano vertical3.1.1) Reaes de apoio3.1.2) Momento fletor3.2) Plano horizontal3.2.1) Reaes de apoio3.2.2) Momento fletor3.3) Momento resultante

MR = MV2

+ MH2 onde, MV

= 0

MR = 28000 Nmm MH= 0

MR = 7.84E+08 28000

4) Momento idealMi = onde, adm ( tenso de trao admissivel ) 50 N/mm

Mi= 28120 Nmm adm ( tenso de trabalho ) Tabela 270 N/mma = 0.185185

a / 2= 0.092593(a/2.MR)= 6721536 28120

5) Dimetro da rvore d 2,17 . (b*.Mi)/adm onde, b* fator de forma 1.000

b* = 1/(1-(d/D)4

d 17.91 mm b*.Mi= 28120562

= 8.25 mm(b*.Mi)/adm =

Mt = onde,

(Ft+ Fr )

1) Torque na rvore

Ft = onde,

Mr+ (a/2.MR)

a=

MV2 + MH2 =



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Sequncia de Clculo para o Dimensionamento de ChavetaAula 04 Dimensionamento de chavetas


Mt = 32740 Nmm

2) Fora tangencial Mt = orque na rvore 32740

R R =d( do eixo )/2 8.96 10.0Ft = 3274 N

3) Dimensionamento por cisalhamentoFt onde, Ft=(Fora tangencial) 3274

b.csm b =largura dada em tabela ( tenho) 6

lc= 9.1 mm 60

4) Dimensionamento por esmagamentoFt onde, Ft=(Fora tangencial) 3274

esm.(h-t1) esm = tenso de esmagamento 100

le = 13.1 mm 2.5

5)Dimensionamento final

Ser adotado sempre o > no caso ser o le = 13.1 mm

Livro Elementos de Mquina\Tabela de chavetas.htm

Eixo Cubo

H 9 D 106 8 2 0 2 0 2 0.025 0.06

Chavetas Para

Ajuste c/ folga

Valor h 11de at Valor h 9

Eixo Chaveta

Dimetro d

Seo b x h Larg

Largura b Altura h

Valor

h - t1 = (6-3,5)

1) Torque na rvore

Ft = onde,

lc =

Mt = onde,

csm = tenso de cisalhamento

le =

http://marcoscassiano.com/eng/AppData/Local/Temp/Livro%20Elementos%20de%20M%C3%A1quina/Tabela%20de%20chavetas.htmhttp://marcoscassiano.com/eng/AppData/Local/Temp/Livro%20Elementos%20de%20M%C3%A1quina/Tabela%20de%20chavetas.htm


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8 10 3 -0.025 3 -0.025 3 0 0.0210 12 4 0 4 0 4 0.03 0.078



30/37


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8) Deflexo Mxima ( mx ) 98.6 mm

9) Carga Mxima Atuante (mola fechada) ( Fmx ) = 552 N

98.6

8784009.375

17

10) Tenso Mxima Atuante (mola fechada)( mx) = 238 N/mm

11) Deflexo da Mola ( ) = 85.8 mm

12) Constante Elstica (k

)5.6 N/mm

48085.8

13) ngulo de Inclino da Espira ( ) = 3.3523 P= Passo da Mola calc. no item 13.8

75

= . dm 235.619

ELEMENTOS DE MQUINAS17

Aula 05 MolasFACULDADEENIACAplicao 1

G = Mdulo de Elasticidade do Ao

max = Deflexo Mxima clc no item 8)

n a = espira Ativa

F= Fora ( N)

da = do arame

C= ndice de Curvatura Calculado no item 1)

= Deflexo da Mola calculada no item 11)

dm = mdio

fmx ll)8

a

amx

mxnC

GdF

..8

..)9

3

admmx

a

Wmxmx severificar

dKCF

""....8)102

a

a

nn

.)11

FK)12

12""

.)13

severificard

Parct

m

g



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A mola helicoidal representada na figura de ao, possui dm = 75 mm eda = 8 mm. O nmero de espiras ativadas 17 e o nmero total de espiras 19. O material utilizado o SAE 1065.Considere: Gao = 78400 N/mm2 Servio pesado Extremidade em esquadro e esmirilhadaDimensionar.



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34/37

Pesado Mdio Leve Pesado Mdio Leve PesaN/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/m

700 900 1050 1150 580 770 875 980 63600 800 900 1000 500 670 740 820 56540 740 850 920 450 600 680 760 50510 700 800 860 420 560 640 710 48

- - - - 390 520 570 640 43- - - - 360 500 560 630 42

- - - - 360 490 550 610 39

mm

4,0 < at 6,06,0 < at 7,5

7,5 < at 10,0

MolaFechada

MolaFechada

3,0 < at 4,02,0 < at 3,01,0 < at 2,0

SERVIO

(mm) SERVIO

1,0



35/37Preparado por RAUL MARCO ANTONIO DA SILVA 9/22/2014 Pgina 35


36/37

Ao Cromo-VandioM - A - 231 SAE 6150



37/37

Mdio LeveN/mm N/mm N/mm

840 950 1050740 840 910670 760 850630 710 800600 670 740570 640 710

560 630 700

MolaFechada

ERVIO

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