DEPARTAMENTO DE ENGENHARIAS E CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

Disciplina: Elementos de Máquinas

Código: 30-288

Carga Horária: 80h (Teórica: 60h) (Prática: 20h)

Créditos: 04

Pré-Requisito: 30-279

EMENTA

Noções sobre desenvolvimento de projetos. Resistência de elementos mecânicos: análise estática e dinâmica. Elementos de junção: parafusos, rebites, soldas, pinos e cavilhas. Eixos e árvores. Mancais: de rolamento e de escorregamento. Transmissões. Transmissão por engrenagens. Transmissão por correntes. Transmissão por correias. Transmissão por atrito (freios e embreagens).

OBJETIVOS

A disciplina aborda os conceitos de elementos de máquinas, preparando o acadêmico desenvolver as seguintes competências gerais:

- Formular e conceber soluções de engenharia, analisando e compreendendo os usuários dessas soluções e seu contexto.

- Formular, de maneira ampla e sistêmica, questões de engenharia, considerando o usuário e seu contexto, concebendo soluções criativas, bem como o uso de técnicas adequadas.

- Analisar e compreender os fenômenos físicos por meio de modelos simbólicos e físicos, verificados e validados por experimentação.

- Ser capaz de modelar os fenômenos e sistemas físicos, utilizando ferramentas, computacionais e de simulação.

- Prever os resultados dos sistemas por meio dos modelos.

- Ser capaz de conceber e projetar soluções criativas, viáveis, técnica e economicamente, nos contextos que serão aplicadas.

- Projetar e determinar os parâmetros construtivos e operacionais para as soluções de engenharia.

- Comunicar-se eficazmente nas formas escrita, oral e gráfica.

- Ser capaz de expressar-se adequadamente, inclusive por meio de uso de tecnologias digitais de informação e comunicação.

- Ser capaz de assumir atitude investigativa e autônoma, com vistas à aprendizagem contínua.

CONTEÚDOS CURRICULARES

UNIDADE DE ENSINO 1 -  NOÇÕES BÁSICAS SOBRE PROJETOS

Introdução; fases de projeto; reconhecimento e identificação; modelos matemáticos; avaliação e apresentação; fatores de projeto; aspectos econômicos.

UNIDADE DE ENSINO 2 – RESISTÊNCIA DE ELEMENTOS MECÂNICOS

Falhas resultantes de cargas estáticas: introdução; hipóteses de falha (tensão normal máxima, tensão cisalhante máxima, energia de distorção); falhas em materiais dúcteis; falhas em materiais frágeis. Falhas resultantes de cargas dinâmicas: introdução à fadiga; resistência à fadiga; limite de resistência à fadiga; vida finita; fadiga acumulativa; fatores modificadores do limite de resistência; tensões flutuantes; resistência sob tensões variáveis; resistência na torção; falha devido a tensões combinadas; resistência superficial.

Atividade Prática 01: Realização de exercícios de fixação dos conteúdos trabalhados.

TDE 01 – Solução de um problema real de engenharia utilizando a rotina proposta para resolver exercícios com todos os passos lógicos apresentados.

UNIDADE DE ENSINO 3 –  ELEMENTOS DE JUNÇÃO

Conceitos básicos sobre parafusos, rebites, soldas, pinos e chavetas. Normalização. Tipos de montagem. Dimensionamento. Aplicações.

Atividade Prática 02: Realização de exercícios de fixação dos conteúdos trabalhados.

TDE 02 – Solução de um problema real de engenharia utilizando a rotina proposta para resolver exercícios com todos os passos lógicos apresentados.

UNIDADE DE ENSINO 4 –  EIXOS ENTRE ÁRVORES

Introdução. Orientações gerais no projeto de árvores: evitando tensões e deformações dos elementos; limites recomendados; exemplos. Projeto de eixos para cargas estáticas. Projeto de eixos para flexão alternada e torção constante: diagrama de Soderberg; exemplos. Vibrações de eixos: frequência natural; vibração torsional.

Atividade Prática 03: Realização de exercícios de fixação dos conteúdos trabalhados.

TDE 03 – Solução de um problema real de engenharia utilizando a rotina proposta para resolver exercícios com todos os passos lógicos apresentados.

UNIDADE DE ENSINO 5 –  MANCAIS

Mancais de rolamento: conceitos gerais de rolamento; tipo de rolamento a ser usado no projeto; carregamento axial; dimensionamento de rolamento; capacidade de carga do mancal; atrito; lubrificação; aquecimento. Mancais de escorregamento: lubrificação; atrito; teoria hidrodinâmica; fatores de projeto; relações entre as variáveis de projeto; aquecimento; mancais alimentados sob pressão; equilíbrio térmico (mancais fechados); otimização e dimensionamento.

Atividade Prática 04: Realização de exercícios de fixação dos conteúdos trabalhados.

TDE 04 – Solução de um problema real de engenharia utilizando a rotina proposta para resolver exercícios com todos os passos lógicos apresentados.

UNIDADE DE ENSINO 6 – TRANSMISSÕES

Tipos. Propriedades. Aplicações. Vantagens e desvantagens.

Atividade Prática 05: Realização de exercícios de fixação dos conteúdos trabalhados.

TDE 05 – Solução de um problema real de engenharia utilizando a rotina proposta para resolver exercícios com todos os passos lógicos apresentados.

UNIDADE DE ENSINO 7 –  TRANSMISSÃO POR ENGRENAGENS

Conceitos básicos, materiais, processos de fabricação, projeto de transmissão. Avarias e defeitos de engrenagens. Cálculo de dimensionamento de engrenagens: dentes retos (cilíndricas e cremalheiras), helicoidais, hipoidais e hiperboloidais. Engrenagens cônicas e do tipo coroa sem-fim.

UNIDADE DE ENSINO 8 –  TRANSMISSÃO POR CORRENTES

Generalidades. Propriedades. Solicitações nas correntes. Dimensionamento.

Atividade Prática 06: Realização de exercícios de fixação dos conteúdos trabalhados.

TDE 06 – Solução de um problema real de engenharia utilizando a rotina proposta para resolver exercícios com todos os passos lógicos apresentados.

UNIDADE DE ENSINO 9 –  TRANSMISSÃO POR CORREIAS

Transmissões por correias. Generalidades. Tensões nas correias. Tipos de correias: planas, em “V” e dentadas. Propriedades. Formas construtivas. Normas. Dimensionamento.

UNIDADE DE ENSINO 10 –  TRANSMISSÃO POR ATRITO

Rodas de atrito e acoplamentos (embreagens e freios). Dimensionamento. Aplicações.

METODOLOGIA

Visando desenvolver competências apresentadas, as aulas serão desenvolvidas de forma variada e terão como metodologias: a tradicional (expositivo-dialogadas com estudos dirigidos) e a ativa (sala de aula invertida, aprendizagem baseada em problema e projeto, estudo de caso). No intuito de desenvolver as competências inerentes à disciplina, poderão ser utilizados recursos de multimídia como projetores de imagem e vídeo, materiais concretos e softwares matemáticos, e a contextualização se dará através da resolução de problemas reais. Os acadêmicos desenvolverão os TDEs - Trabalhos Discente Efetivos no total de 10h, envolvendo resolução de exercícios e problemas com e sem auxílio de softwares matemáticos e trabalho interdisciplinar envolvendo a aplicação de conceitos físicos e matemáticos à área da engenharia.

AVALIAÇÃO

A avaliação da disciplina se propõe a verificar se as competências propostas neste plano de ensino foram desenvolvidas pelo acadêmico, por meio dos seguintes instrumentos de avaliação: provas escritas e TDEs, estes últimos valendo 20% da média parcial.

As avaliações serão realizadas ao longo do semestre e distribuídas uniformemente de acordo com o plano de ensino e serão organizadas como um reforço, em relação ao aprendizado e ao desenvolvimento das competências. Em aula antecedente a uma avaliação serão apresentadas orientações a respeito da sistemática a ser adotada e os conteúdos exigidos, bem como os critérios específicos da avaliação. No instrumento de avaliação haverá de forma explícita e por escrito quanto valerá cada questão.

BIBLIOGRAFIA BÁSICA

MELCONIAN, Sarkis. Elementos de máquinas. 9.ed., rev, São Paulo: Érica, 2008.

NIEMANN, Gustav; REHDER, Otto Alfredo(Trad.). Elementos de máquinas. São Paulo: Edgard Blucher, 2006.

BUDYNAS, Richard G.; NISBETT, J. Keith. Elementos de máquinas de Shigley: projeto de engenharia mecânica. 8. ed. Porto Alegre: AMGH, 2011.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR

SOUZA, Samuel de. Mecânica do Corpo Rígido. São Paulo: LTC, 2011.

COLLINS, Jack A.; PACHECO, Pedro Manuel Calas Lopes (trad.). Projeto mecânico de elementos de máquinas: uma perspectiva de prevenção da folha. Rio de Janeiro: LTC, 2006.

CUNHA, Lamartina Bezerra da. Elementos de Máquinas. Rio de Janeiro: LTC, 2005.

ASSAN, Aloisio Ernesto. Método dos elementos finitos: primeiros passos. 2.ed. Campinas: Editora da UNICAMP,2003.

BINI, Edson (colab.). Tolerâncias, rolamentos e engrenagens: tecnologia mecânica. São Paulo: Hemus, 2007.