Este cálculo tem base no cálculo de vigas com a extremidade fixa e inclui a maior parte dos efeitos. Só está disponível para unidades inglesas.
Fator de segurança de fadiga por contato
onde:
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σ Hlim |
limite de fadiga por contato (valor do material) |
|
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F t |
força tangencial que atua nos dentes |
|
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b w |
largura da face de funcionamento |
Fator de segurança de fadiga por dobra
onde:
|
σ Flim |
limite de fadiga por dobra (valor do material) |
Verificação de aumento da temperatura
Segurança versus superaquecimento: Q od ≥ P z
onde:
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Q od = ϑ D A k |
calor conduzido no óleo |
|
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ϑ D = t máx - t 0 = 60ou |
diminuição de temperatura disponível |
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A |
superfície da caixa de engrenagens, que conduz o calor A 9 ≈. 10 -5 a 1.85 para caixa de engrenagens nervurada |
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|
k |
fator de transferência de calor, k ≈ 6.6.10 -3 (1 + 0.4n 1 0.75 ) para caixa de engrenagens com ventilador e parafuso helicoidal inferior |
Verificação de flexão do eixo helicoidal
Flexão resultante se o parafuso helicoidal é montado simetricamente e tem um comprimento l = 2.5 b 1 :
onde:
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|
momento de inércia |
|
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Flexão permitida: |
||
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e D ≈ 0,004 m |
entorno com parafuso helicoidal endurecido |
|
|
e D ≈ 0,01 m |
entorno com parafuso helicoidal tratado termicamente |
Cálculos de coeficientes
Z N ... vida útil do serviço (para o contato)
1 ≤ ZN ≤ 1,8
Y N ... vida útil do serviço (para a dobra)
1 ≤ ZN ≤ 1,85
N Hlim , N Flim ... número base de ciclos de carga (valor do material)
N K1,2 ... número requerido de ciclos de carga (velocidade)
N K2 = 60 L h n 2
Z L ... lubrificante
Z v ... velocidade circunferencial
Z E ... propriedades mecânicas do material
onde:
| μ |
coeficiente de Poisson (valor do material) |
|
|
E |
módulo de elasticidade (valor do material) |
Z H ... forma do dente correspondente
Z ... comprimento das curvas de contato
Y ... efeito da malha de perfil
|
para ε < 1: |
|
|
para ε≥ < 1: |
|
Y ... direção da hélice
onde:
|
Y β min = 1 - 0,25 ε≥ 0,75 |
Y F ... forma do dente (valor da tabela)
|
Z V |
Y F |
|
20 |
1,98 |
|
22 |
1,93 |
|
25 |
1,95 |
|
27 |
1,8 |
|
30 |
1,76 |
|
33 |
1,7 |
|
36 |
1,62 |
|
40 |
1,55 |
|
45 |
1,48 |
|
50 |
1,45 |
|
60 |
1,4 |
|
80 |
1,34 |
|
100 |
1,3 |
|
150 |
1,27 |
|
300 |
1,24 |
K H ... cargas adicionais (para o contato)
K H = K A K Hv K Hβ K Hα
K F ... cargas adicionais (para a dobra)
K F = K A K Fv K Fβ K Fα
K A ... forças dinâmicas externas
onde:
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K Hv = K Fv |
valores da tabela |
|
|
|
porção da carga única do dente |
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|
dente de carga não uniforme ao longo da largura (para contato) |
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| Θ |
deformação do parafuso helicoidal (valor da tabela) |
|
|
|
dente de carga não uniforme ao longo da largura (para dobra) |
|
|
|
||
|
h = 2 m |
