(02)torque

Conceitos Básicos Sobre Transmissões Mecânicas

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Torque

Torque => Conceituação


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Torque

Problema: Aparafusar uma chapa em dois suportes


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Suportes

Parafusos

Placa


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Chave fixa


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Força


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Torque

Intensidade da força “sentida” pelo parafuso quando o mesmo e´ apertado contra a chapa.


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O Torque depende da Força aplicada


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Força

A

B


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Força

Distancia

O Torque também depende da

Distancia da aplicação da Força.


10/70

Como podemos aumentar o TORQUE

?


11/70

O Torque pode ser aumentado,

aumentando-se a Força aplicada.


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Ou podemos aumentar o Torque mantendo Força aplicada e

aumentando a Distancia da

aplicação


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Torque

Podemos agora definir Torque:


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Torque

Podemos agora definir Torque:

Torque e´ um esforço no SENTIDO DE GIRO, portanto de TORÇÃO, cuja intensidade e´ determinado pela FORÇA aplicada e pela

DISTANCIA da aplicação


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Torque = Força x Distancia

Força

Distancia


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Unidades usuais para o Torque:


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Força Distancia Torque Fator de Conversão

N (newton) m (metro) Nm (newton metro)

Kgf (quilograma força) m (metro) mKgf (metro quilograma forca) 1 mKgf = 9,81 Nm

Lb (libra força) foot (pés) Libra - pé 1 Lbf = 1,356 Nm

Unidades de Medida para o Torque:

Unidades usuais para o Torque:


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Como as engrenagens transmitem TORQUE

?


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Podemos considerar as duas chaves de boca fixa utilizadas na definição de torque, como se fossem alavancas, aonde uma delas fornece o torque e a outra acompanha o movimento.


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O torque e´ fornecido pelo centro (eixo) da chave menor


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O torque e´ transmitido para a chave maior pela extremidade

livre.


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A chave maior recebe o movimento pela sua

extremidade.


23/70

A chave maior transmite o torque para o seu centro

(eixo).


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Esquema de transmissão de torque e rotação por um par de chaves de boca fixa.

O torque e´ fornecido pelo centro (eixo) da chave menor e

transmitido a chave maior pela sua extremidade livre.

A chave maior acompanha o movimento e transmite o torque para o seu centro

(eixo).


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Questão: O torque transmitido pela chave maior (em verde) e´ maior, igual ou menor que o torque fornecido pela chave menor

(em vermelho)

?


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Conforme já discutido, a distancia da aplicação da força influencia o torque, considerando os comprimentos de cada chave, temos que o torque transmitido pela chave menor e´

diferente do torque transmitido pela chave maior, por exemplo:

Torque: 500 NmDistancia = 1m

Distancia = 2m

Torque = ???


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Calculo da força transmitida pela chave menor:Se Torque = Força x Distancia , então

Força = Torque no centro (eixo) / comprimento da alavancaForça = 500 Nm / 1m = 500 N.

Torque: 500 Nm

Força = Torque / distancia

=> 500 nm / 1 m = 500 n

Distancia = 1m


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Calculo do torque transmitido:Torque = Força x distancia

Torque = 500 N x 2 m = 1000 Nm

Força = 500 n

Distancia = 2m

Torque transmitido = Força x distancia =

500 N x 2m = 1000 Nm


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Portanto, o torque transmitido e´ DIRETAMENTE PROPORCIONAL ao comprimento das alavancas. Quanto maior

o comprimento da alavanca MOVIDA, MAIOR o TORQUE transmitido.

Torque: 500 Nm

Força = Torque / distancia

=> 500 nm / 1 m = 500 n

Distancia = 1m

Distancia = 2m

Torque transmitido = 500 N x 2m = 1000 Nm


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Como as engrenagens transmitem ROTAÇAO

?


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Inicio do movimento: Quando as alavancas

se tocam


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Final do movimento: Quando as alavancas

se separam.


38/70

Novo par de alavancas em

contado


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40/70


41/70


42/70


43/70


44/70

Novo par de alavancas em

contado


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Havendo sempre ao menos um par de dentes em contato, o movimento dos eixos torna-se continuo e homogêneo


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Questão: No exemplo anterior, o numero de rotações por minuto

transmitido pela chave maior (em verde) ao seu eixo, e´ maior, igual ou menor que o numero de rotações por minuto fornecido

pela chave menor (em vermelho)

?

Rpm = ???


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O comprimento das alavancas correspondem aos RAIOS das circunferências descritas pelo movimento das duas alavancas.

Distancia = Raio = 1m

Distancia = Raio = 2m


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Raio = 2m

Raio = 1m

Circunferência maior

Circunferência menor


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Raio = 2m

Raio = 1m

Comprimento do circulo:

2 * Pi * Raio = 12,56 m


2 * Pi * Raio = 6,28 m

O comprimento do circulo maior faz com que a alavanca menor necessite dar mais do que uma volta para cada volta da alavanca maior.


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Raio = 2m

Raio = 1m


2 * Pi * Raio = 12,56 m


2 * Pi * Raio = 6,28 m

Em nosso exemplo:

Voltas = 12,56 / 6,28 = 2 voltas completas

O mesmo resultado e´ obtido quando dividimos os raios:

Voltas = 2 m / 1 m = 2 voltas completas


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Como rpm e´ o numero de voltas que um elemento de rotação executa em um minuto, a engrenagem menor ira completar o dobro das rotações que serão executadas pela engrenagem

maior no mesmo tempo.


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Portanto, o numero de rotações por minuto transmitido e´ INVERSAMENTE proporcional ao comprimento das alavancas. Quanto maior o comprimento da alavanca MOVIDA, MENOR o

NUMERO DE ROTAÇOES transmitido.


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Torque

Analogia das chaves com

engrenagens


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Esquema de transmissão de torque e rotação por um par de chaves de boca fixa.

O torque e´ fornecido pelo centro (eixo) da chave menor e

transmitido a chave maior pela sua extremidade livre.

A chave maior acompanha o movimento e transmite o torque para o seu centro

(eixo).


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Torque

O numero de dentes das engrenagens em um par engrenado e´ proporcional ao diâmetro.

Quanto maior o diâmetro, maior o numero de dentes.


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Quanto maior o diâmetro em um par engrenado, maior o numero

de dentes da engrenagem e

maior o comprimento da

“alavanca”.


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A engrenagem que TRANSMITE o movimento e´ chamada de engrenagem

MOTORA.

A engrenagem que RECEBE o movimento e´ chamada de engrenagem MOVIDA.


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Engrenagem MOTORA

Engrenagem MOVIDA


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ND MOTORARelação de Transmissão =

Chamamos de RELAÇAO DE TRANSMISSÃO a razão existente entre o numero de dentes da engrenagem MOTORA e o numero de dentes

da engrenagem MOVIDA:

ND MOVIDA


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MOTORA = 24 dentes

MOVIDA = 48 dentes RELAÇAO = 48 / 24

Ou

RELAÇAO = 2:1


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A RELAÇAO DE TRANSMISSÃO entre duas engrenagens define a VELOCIDADE DE

ROTAÇAO (rpm) e o TORQUE transmitidos.


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O Torque e´ obtido MULTIPLICANDO o torque fornecido pela RELAÇAO DE TRANSMISSÃO,

portanto, como já vimos, é DIRETAMENTE PROPORCIONAL ao numero de dentes, raio do

circulo ou ao comprimento da alavanca.


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MOTORA :

1000 rpm / 500 Nm

RELAÇAO DE TRANSMISSÃO =

=> 2:1 = 2

MOVIDA: TORQUE x RELAÇAO:

Torque = 500 x 2 = 1000 Nm


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A Rotação e´ obtida DIVIDINDO-SE a rotação fornecida pela RELAÇAO,

portanto, também como já foi visto, INVERSAMENTE PROPORCIONAL ao

numero de dentes, raio do circulo descrito no movimento ou ao comprimento da

alavanca.


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MOTORA :

1000 rpm / 500 Nm

RELAÇAO de TRANSMISSÃO =

2:1 = >

MOVIDA: rpm / RELAÇAO

Rpm = 1000 / 2 =

500 rpm


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Velocidade e Força são fenômenos físicos opostos quando falamos em

relação entre engrenagens.

Se quisermos mais velocidade temos que abrir mão de maior força , por exemplo, podemos comparar a 5a

marcha (velocidade) com a primeira marcha (força).


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Duvidas ?

(02)torque

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