Projetos e Ensaios Mecânicos

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mecânica 1

CAPÍTULO 3

P = carga axial D = diâmetro médio da mola d = diâmetro do fio da mola a = ângulo de hélice p = passo da mola R = raio médio da mola m = folga entre fios da mola

Costuma-se adotar para molas de flexão o ângulo de hélice (a), entre 6° e 10°: 6° ≤ α ≤ 10°

Portanto, tgα =

p p . = 2πR π ⋅ D

Essa análise considera as extremidades da mola em esquadro e esmerilhadas.

Figura 3.88 P

Dimensões principais e nomenclatura para mola helicoidal.

3.12.2  Tensões em molas cilíndricas helicoidais P

d

p

A figura 3.90 mostra uma mola cilíndrica helicoidal sujeita a compressão, de fio de seção circular, carregada por uma força axial P. Vamos imaginar que cortássemos a mola na seção transversal A e mantivéssemos os esforços que a parte removida exercia antes do corte. Na seção, teríamos os seguintes esforços internos solicitantes:

α

2πr

µ

D

N = P ⋅ senα

As molas normalmente são montadas de modo que fiquem ligeiramente comprimidas, ou seja, possuem um carregamento inicial, indicado como Pi na figura 3.89. Em qualquer circunstância para a qual a mola foi projetada deverá existir uma folga mínima (m0), de modo que, para uma carga P maior que Pi, os fios de hélice não se toquem.

Q = P ⋅ cos α M = P ⋅ senα ⋅ R

Mt = P ⋅ cos α ⋅ R Figura 3.90

Figura 3.89

Esquema de tensões em mola cilíndrica helicoidal.

P fi

Mola cilíndrica helicoidal.

Pi

P a A

L0

µ0

Li

µ

L

fu

f

P

Mt

a

d

M Aperto inicial Pi

Carregada folga máxima µ 0 = 0,1 d

N P

P D

Seção A Q

R

Livre

Na figura: L = comprimento livre ou sem carga; Li = comprimento inicial da mola após aplicar a carga inicial (Pi); L0 = comprimento da mola carregada; fi = flecha inicial da mola; fu = flecha útil da mola; f = flecha da mola; m0 = folga mínima entre os fios da mola. 240

A

Para a maioria dos casos, o ângulo a é pequeno se a relação d/D também for pequena. Os efeitos dos esforços internos solicitantes N, Q e M podem ser desprezados em relação ao momento de torção (Mt), e o dimensionamento é feito levando em conta apenas o torque. 241


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