Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Mecânica

1. Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Mecânica Fundamentos De Dinâmica De Veículos GEM15-Dinâmica de Máquinas Professor: Marcelo Braga dos Santos

2. Capitulo 1 Conceitos de Cinemática e Dinâmica Aplicados às Máquinas

3. 1- Introdução à Cinemática e Dinâmica de Máquinas e Componentes 1.1- Considerações • Importância do estudo dos mecanismos => Presença nas máquinas; • Mecanismo => É um conjunto de elementos de máquinas ligados de forma a produzir um movimento específico; • Máquina => Um (ou mais) mecanismo(s) que transmite(m) força de uma fonte de potência a uma resistência a ser superada;

4. Projeto de uma máquina • Cinemática: - Posição velocidade e aceleração; - Função do sistema => Obtenção do movimento correto. • Dinâmica: - Cinemática + forças (geradas ou fornecidas) envolvidas no funcionamento; - Inércia e potência. • Resistência: - Esforços => Integridade do sistema; - Dimensionamento e seleção de materiais. • Modernamente: CAD => Multicorpos (otimização) => FEM (otimização)

5. 1.2- Tipos de Mecanismos • Sistemas articulados • Cursor – biela - manivela; *Peça 1 => Suporte ou base => Bloco; *Peça 2 => Manivela => Virabrequim; *Peça 3 => Biela => Biela; *Peça 4 => Cursor => Pistão.

6. Aplicação

7. Came/Seguidor • Came => Elemento mecânico usado para acionar um seguidor; • O acionamento é feito por meio de contato direto; • Mecanismo compacto; • Aparece em muitas máquinas; • Aplicação:

8. Exemplo 1: Forma típica (came de disco com seguidor radial de face plana) - Came + seguidor; - Velocidade constante; - Elevação => Excêntrico; - Retorno => Gravidade, mola, came => Velocidade; - Eixo comando de válvulas de motores.

9. Exemplo 2: Came tridimensional - Movimento do seguidor => Rotação e movimento Axial; - Comando de válvulas variável.

10. Exemplo 3: Came de retorno comandado - Comando de válvulas desmodrômico => DUCATTI; - Retorno forçado => Não permite flutuação; - Precisão e desgaste afetam o funcionamento.

11. Engrenagens • Elemento mecânico dentado; • Muito usadas para transmitir movimento angular; • Projetadas para proporcionar razão de velocidade constante; • Contato direto dos dentes; • Algumas configurações possíveis (exemplos).

13. Trens de engrenagens • Necessário quando a redução desejada é grande. • Divisão da redução: - Necessidade cinemática; - Restrição construtiva.

14. 1.4 – Definições importantes • Ciclo do movimento • Partindo da posição inicial; • Passagem por todas as posições intermediárias; • Retorno à posição inicial. • Período: Tempo necessário para completar um ciclo. • Fase: Posições relativas de um mecanismo em um determinado instante. • Pares de elementos: - Forma geométrica pela qual as peças de um mecanismo são articuladas; - Conexões.

15. Peça: - Corpo rígido que possui 2 ou mais conexões; - Função: Transmitir força e movimento às demais peças.

16. Exemplo: Motor em estrela

18. 1.5- Atualidade do estudo e exemplos de aplicações práticas • Máquinas modernas => Mecanismos clássicos • Engrenagens => Câmbio de Fórmula 1 • Câmbio automático / hidramático • Sistema articulados • Mecanismo de 4 barras => Motor alternativo de combustão interna;

20. Vídeo – Motor 4 Tempos

21. Correias • Uno selecta - 45 HP e 9Kgfm • Nissan CVT • - Motor 2.0 e 20Kgfm • Mini-Baja UFU • - 10 HP

22. Correias

23. CVT Toroidal

25. Trens de engrenagens planetárias • Diferenciais de automóvel • - Diferencial simples • - Diferencial auto-blocante

29. Redutores para aeronaves

30. Redutores para aeronaves

31. Honda VTEC - Comando de válvulas variável; - Atua na admissão e escape simultaneamente; - Altera o tempo de permanência e cruzamento das válvulas; - Usado nos motores de Fórmula 1 .

37. Rotores de câmara • Motor Wankel - Figura => Funcionamento do motor Wankel; - Proporciona elevada potência com um volume reduzido; - Principal problema: Estanqueidade e durabilidade dos vedadores; - Exemplos...

39. - Exemplo 2: Mazda RX7 => Potência específica de 196 CV/l - Ótimo desempenho e durabilidade elevada;

40. Compressor de lóbulos ou compressor Roots - Sobrealimentação de motores (MAD MAX); - Acionamento mecânico (correia, corrente ou engrenagens); - Baixa pressão associada a elevada vazão (Blower ou soprador).

41. Ford Falcon – MAD MAX

42. Compressor de espiral - Sobrealimentação de motores; - Acionamento mecânico; - Ex:. Volkswagen Corrado.

46. Compressor de parafuso - Principais usos => Compressor de ar ou sobre alimentação de motores; - Proporciona alta pressão e elevada vazão; - Extremamente confiável para uso contínuo; - Ex. 1: Hospital de clínicas da UFU; - Ex.2: Mercedes-Benz 230 Kompressor (Classe C, SLK ou CLK); - 2.3 Kompressor => 193CV; - 2.8 Aspirado => 197 CV.

48. 1.3- Tipos de Movimentos • Movimento plano • Translação: Quando uma reta pertencente ao corpo permanece sempre paralela a si mesma. • Translação retilínea: Todos os pontos do corpo tem trajetórias retas paralelas.

49. - Ex: Peça B => Movimento alternativo

50. Translação curvilínea: As trajetórias são curvas idênticas e paralelas. • Ex: Peça 3