60 Noções básicas de projeto mecânico que você deve conhecer: Um guia abrangente

Você já se perguntou o que torna o projeto mecânico tão importante na engenharia? Este guia abrangente sobre os fundamentos do projeto mecânico explora conceitos essenciais, como padronização, tipos de conexões, classificações de rolamentos e mecanismos de engrenagens. Os leitores obterão um entendimento básico dos princípios fundamentais, auxiliando em processos de projeto eficientes e inovadores. Mergulhe neste artigo para aprimorar seu conhecimento e melhorar suas habilidades de projeto mecânico!

Índice

  1. A máquina é composta de quatro partes: o motor principal, a transmissão, a execução e o controle.
  2. As principais formas de falha nos acionamentos por correia são os danos por fadiga e o deslizamento da correia.
  3. A importância de implementar a padronização, a serialização e a generalização no projeto mecânico:

① Reduz a carga de trabalho do projeto;

② As peças padrão são produzidas em grandes quantidades por fábricas profissionais com alta eficiência, baixo custo e qualidade confiável;

③ Torna a manutenção e o reparo mais convenientes;

④ O princípio das "Três Modernizações" deve ser seguido no projeto e também é uma política técnica nacional.

  1. As conexões podem ser classificadas em dois tipos: destacáveis e não destacáveis.
  2. As conexões de parafuso podem ser divididas em conexões de parafuso, conexões de pino de cabeça dupla e conexões de parafuso.
  3. As medidas antifrouxidão para conexões rosqueadas incluem antifrouxidão por atrito, antifrouxidão mecânica e antifrouxidão permanente.
  4. As conexões de pinos são classificadas em pinos de localização, pinos de conexão e pinos de segurança.
  5. As conexões de chaveta são divididas em conexões de chaveta plana, conexões de chaveta semicircular e conexões estriadas.
  6. As funções do eixo são classificadas em eixos de transmissão, fusos e eixos rotativos.
  7. Os acoplamentos são agrupados em duas categorias: acoplamentos rígidos e flexíveis.
  1. Os rolamentos podem ser classificados em dois tipos: rolamentos deslizantes e rolantes.

Os rolamentos deslizantes são divididos em rolamentos radiais e axiais com base na carga que suportam.

  1. Definição de mancal de óleo: Os mancais de óleo são feitos de material de metalurgia do pó, em que pós metálicos, como bronze, ferro ou alumínio, são misturados com grafite para formar os casquilhos dos mancais. Esses casquilhos são sinterizados em altas temperaturas para produzir casquilhos de rolamento não compactos e porosos com uma estrutura de cerâmica. Após serem totalmente embebidos em óleo lubrificante, os poros são preenchidos com óleo, daí o nome "mancal de óleo".

Características do rolamento de óleo: baixa resistência, nenhuma resistência ao impacto, estrutura simples e baixo custo.

  1. Rolamentos:

Vantagens:

Baixa resistência ao atrito, partida sensível, alta eficiência, baixo aquecimento e baixo aumento de temperatura;

② A pequena dimensão axial contribui para a compactação e a simplicidade de todo o mecanismo da máquina;

③ Pequena folga radial, que pode ser ajustada pelo método de pré-aperto, levando a uma alta precisão de rotação;

Lubrificação simples, baixo consumo de óleo e fácil manutenção;

⑤ Peças padrão, produção em massa, econômicas e fáceis de usar e substituir.

Desvantagens: tamanho radial grande, capacidade limitada de suportar cargas de impacto, alto nível de ruído ao operar em altas velocidades e vida útil curta.

  1. Os componentes de um rolamento: anel externo, anel interno, corpos rolantes e gaiola.
  2. Código do rolamento: consiste em um pré-código, um código básico e um pós-código. O código básico inclui o código do tipo de rolamento, o código da série de tamanhos e o código do diâmetro interno.
  3. Formas estruturais de rolamentos: suporte fixo unidirecional de pivô duplo, suporte fixo bidirecional de pivô único, suporte flutuante de pivô duplo.
  4. Os lubrificantes podem ser divididos em óleo lubrificante e graxa.
  5. A vedação dos rolamentos pode ser de contato ou sem contato.
  6. Funções das molas:

a. Reduzir o impacto e absorver as vibrações;

b. Controle de movimento;

c. Armazenar e liberar energia;

d. Fornecer indicação de medição;

e. Mantenha o contato elástico.

  1. As molas são classificadas em diferentes formatos, como molas em espiral, molas em placa, molas em disco e molas em anel.
  1. a. Métodos de enrolamento de molas: enrolamento a frio e enrolamento a quente.

b. Processo de fabricação de molas espirais cilíndricas: formação do enrolamento, processamento da extremidade ou produção do gancho e tratamento térmico.

  1. Um par móvel é uma conexão móvel entre componentes em uma máquina que permite tanto o contato quanto o movimento relativo.
  2. Se o movimento relativo entre os componentes de um par cinemático ocorrer no mesmo plano ou em planos paralelos, ele é conhecido como par cinemático planar. Caso contrário, ele é considerado um par cinemático espacial.
  3. Os pares de movimentos planares são divididos em pares planares baixos e pares planares altos com base em suas diferentes formas de contato.
  4. Os pares de movimentos espaciais comuns incluem pares espirais e pares esféricos.
  5. Os pares baixos podem ser divididos em pares rotativos e pares móveis com base na forma de movimento relativo entre os dois componentes.
  6. Pares baixos e altos na vida cotidiana:

① Pares baixos: dobradiças de portas e janelas, ventiladores de teto, que têm contato com a superfície, podem suportar grandes cargas, desgastam-se lentamente, têm vida útil longa e baixa pressão, o que os torna pares baixos.

② Pares altos: o engrenamento das engrenagens, o anel de esferas dos rolamentos, o contato entre as rodas do trem e os trilhos e o contato entre os cames e as hastes são todos contatos de linha ou de ponto com alta pressão. Eles permitem movimentos mais precisos e altos requisitos de fabricação, o que os torna pares altos.

  1. Três formas básicas de um mecanismo articulado de quatro barras:

① Mecanismo de manivela-rocker (por exemplo, debulhador manual agrícola, misturador de líquidos, cavalo de balanço, máquina de costura);

② Mecanismo de manivela dupla (por exemplo, mecanismo de ligação de rodas de trem, guarda-chuva);

③ Mecanismo de balancim duplo (por exemplo, mecanismo de oscilação de ventilador elétrico, limpador de para-brisa de automóvel).

  1. a. Classificação dos mecanismos de came com base no formato: cames móveis, cames de disco e cames cilíndricos.

b. Classificação com base no formato do seguidor: seguidores pontiagudos, seguidores de roletes e seguidores de fundo plano.

c. Classificação com base na forma de movimento do seguidor: seguidores de movimento direto e seguidores oscilantes.

  1. Mecanismos comuns de movimento intermitente: mecanismo de catraca, mecanismo de Genebra e mecanismo de engrenagem incompleto.
  2. Recursos de acionamentos por correia:

Vantagens:

① Eles podem reduzir o impacto, absorver vibrações, proporcionar uma operação suave e ter baixo ruído;

② Estrutura simples, fácil manutenção e substituição e baixo custo;

③ Pode realizar facilmente a transmissão entre grandes distâncias centrais;

④ Quando sobrecarregada, a correia transportadora deslizará sobre a roda para evitar danos à máquina.

Desvantagens:

① Não é possível garantir uma relação de transmissão precisa e constante na transmissão por correia;

② Baixa eficiência de transmissão mecânica;

③ O eixo e o eixo estão sujeitos a grandes forças radiais, que são desfavoráveis para operação da máquina.

  1. ① Estrutura da correia em V: dividida em estrutura do núcleo do cabo e estrutura do núcleo do cabo, com camada superior de borracha (1), camada de tração (2), camada inferior de borracha (3) e camada de revestimento (4);

② Camada neutra: localizada entre as camadas de borracha superior e inferior, seu comprimento e largura não mudam devido à tensão da correia em V na polia;

③ Largura do passo: a largura da camada neutra da correia em V;

④ Há três tipos de polias de correia em V com base no tamanho do diâmetro de referência: tipo sólido, tipo placa de raio e tipo de raio.

  1. Principais tipos de transmissões por correia: transmissão por correia plana, transmissão por correia em V, transmissão por correia redonda e correia sincronizada transmissão.
  2. Características dos acionamentos por corrente:

Vantagens:

① A transmissão por malha pode garantir uma taxa de transmissão média constante;

② Não é necessária nenhuma tensão inicial e o eixo é mínimo força de flexão;

③ Maior resistência em comparação com os acionamentos por correia, permitindo a transmissão de cargas maiores;

④ Forte adaptabilidade, pode ser usado em condições de trabalho desafiadoras.

Desvantagens:

① Não pode garantir relações de transmissão instantâneas constantes, como as engrenagens;

② Alto nível de ruído e vibração;

③ Requisitos mais altos de fabricação e instalação em comparação com os acionamentos por correia;

④ A direção do eixo da roda dentada está restrita.

  1. Características das transmissões de engrenagens:

Vantagens:

① Alta precisão de transmissão;

② Ampla gama de aplicações;

③ Pode realizar a transmissão entre quaisquer dois eixos no espaço;

④ Operação confiável e longa vida útil;

⑤ Alta eficiência de transmissão.

Desvantagens:

① Altos requisitos de fabricação e instalação e alto custo;

② Requisitos rigorosos para as condições do espelho de anel, geralmente precisam ser colocados em uma tampa para evitar poeira e incrustações, e deve-se dar atenção à lubrificação;

Não é adequado para transmissões de longa distância;

④ O amortecimento da vibração e a resistência ao impacto não são tão bons quanto os das transmissões por correia.

  1. Na transmissão mecânica, o perfil involuto é geralmente adotado para as engrenagens para garantir uma transmissão suave, e engrenagem involuta A transmissão tem uma relação de transmissão constante.
  2. O ângulo entre a direção da força e a direção do movimento do ponto de ação da força em um objeto é chamado de ângulo de pressão.
  3. Um par de engrenagens involutas deve ter módulos e ângulos de pressão iguais para que ocorra o engrenamento e a transmissão.
  4. Principais formas de danos às engrenagens: fratura da raiz do dente, corrosão por fadiga na superfície do dente, desgaste da superfície do dente e colagem da superfície do dente.
  5. Tipos de trens de engrenagens: trem de engrenagens de eixo fixo e trem de engrenagens epicicloidais.
  6. Funções dos trens de engrenagens:

① Obter grandes taxas de transmissão;

② Obtenha velocidade variável e transmissão reversa;

③ Realizar transmissão multicanal;

④ Obtenha transmissão de engrenagens em grandes distâncias;

⑤ Sintetizar e decompor movimentos.

  1. A sistema de transmissão composto por uma série de mecanismos de engrenagens engrenadas é chamado de trem de engrenagens.
  2. A transmissão por parafuso consiste em um parafuso, uma porca e uma haste de máquina.
  3. Os acionamentos por corrente consistem principalmente em uma roda dentada de acionamento, corrente, roda dentada de acionamento, estrutura e outras peças.
  4. Formas comuns de lubrificação para transmissões de engrenagens fechadas: lubrificação por imersão em óleo e lubrificação por injeção de óleo.
  5. Tipos comuns de estruturas de engrenagens: eixo de engrenagem, engrenagem sólida, placa de raio e engrenagem de raio.
  6. Os componentes de um mecanismo são divididos em três tipos: estrutura, motor principal e seguidor.
  7. As embreagens são divididas em embreagens de mandíbula, embreagens de fricção e embreagens de avanço.
  8. Vantagens dos mecanismos de came: eles podem realizar com precisão qualquer lei de movimento e têm uma estrutura simples e compacta.
  9. Formas básicas de rolamentos deslizantes:

① Rolamentos deslizantes integrais;

② Rolamentos deslizantes parciais;

③ Rolamentos deslizantes autocompensadores;

④ Rolamentos deslizantes axiais.

  1. Os redutores são compostos por uma caixa, rolamento, eixo, peças do eixo e acessórios.
Não se esqueça de que compartilhar é cuidar! : )
Shane
Autor

Shane

Fundador do MachineMFG

Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.

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