Dimensionamento de mola usinada

Dimensionamento de Mola Usinada

Viktor Kovtun Engenheiro Mecânico Projetista de Máquinas e-mail LinkedIn

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18 jan 2016 12:04:54 - Dimensionamento de Mola Usinada.sm

Dimensionamento de Mola Usinada Viktor Kovtun Engenheiro Mecânico Projetista de Máquinas viktor.kovtun@gmail.com Linkedin: http://tinyurl.com/nwznk5c

Dados Iniciais Força de compressão:

Q 1000 N

Diâmetro externo:

D 80 mm

Largura de anel:

a 8 mm

Espessura de anel:

b 6 mm

Quantidade de fendas na seção:

z 2

Quantidade de aneis:

n 10

Material de Mola Porquanto os módulos de elasticidade e coeficientes de contração transversal de aços ao carbono e aços com liga são muito semelhantes, para odimensionamento admitimos: E 200 GPa

Módulos de elasticidade:

Coeficiente de contração transversal: µ 0,3

1/3

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Dimensionamento Raio médio de anel:

R 0,5 D a

Ângulo central de cálculo:

α

Momemto de inercia de seção de anel a flexão:

36 mm

2 π 180 ° z a k 1,3333 b 3 10 4 a b m 1,44 10 J fl 12

Momemto de inercia de seção de anel a torsão:

J tor b

Momemto de resistência de seção de anel a flexão:

4 k 0,63 3

a b W fl 6

2 4,8 10

Momemto de resistência de seção de anel a torsão: Rigidez a flexão:

k 0,63 b W tor 3 2 C fl E J fl 28,8 N m

Rigidez a torsão:

C tor G J tor

k1

C fl

E J fl G J tor

k1

C tor

k1 2 1 µ

J fl J tor

3,0384 10

8

m

10

3 5,064 10

8

E 2 1 µ G

2 k2 1

1

α tan 4

0,3408

2 k 1 1 tan

α χ k1 4

α 4

α 1 k 2 tan 4

Compressão de mola:

k1 1 1

tan

α 4

α 4

0,1555 λ

3 χ Q R n 1,2597 mm z C fl

Momento fletor na seção perigosa de anel:

α 0,5 1 k 2 tan Q R 4 M fl 5,9327 N m z

Torque na seção perigosa de anel:

0,5 k 2 Q R 3,0673 N m z

T

2/3

4

3

1,2322

α k 1 sin 2

m

m

3

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Tensão normal:

M fl

σ fl

W fl

123,5984 MPa

T Tensão tangencial: τ 60,5702 MPa tor W tor Tensão equivalente: σ eq

σ fl

2

3 τ tor

2

162,1198 MPa

Como o material de mola se pode escolher, por exemplo, AISI 1030 Steel as Rolled, http://tinyurl.com/h4xcm4q s u 550 MPa Tensile Strength, Ultimate: Tensile Strength, Yield:

s y 345 MPa

Modulus of Elasticity:

E 206 GPa

Poissons Ratio:

µ 0,29

Com tal material os resultados de cálculo são, praticamente, os mesmos.

Então, coeficiente de segurança será: C seg

sy σ eq

2,1281

Literatura 1. Projeto de Elementos de Dispositivos Mecânicos, V.A. Zapletokhin (em russo).

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