Exemplo comparaƟvo entre fuso trapezoidal e fuso de esferas


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Mathcad - Exemplos de fusos de esferas


Exemplo comparaƟvo entre fuso trapezoidal e fuso de esferas

Dp

33 mm





Diâmetro primitivo



Ph

10 mm




Paso do fuso



M

500 kg




Massa transportada



P

M g


4.9 kN






Peso

Coeficiente de atrito

da guia de rolamento

μg

0.003





Fa

P μg



14.71 N




Força axial



λ

atan


Ph

Dp π








5.51 deg







Ângulo de hélice

η1TR


32%

0.32




Eficiência direta do fuso



Rt

Ph

2 π



1.592


mm

rad






Relação de transmissão

TTR


Rt Fa

η1TR



73.2 N mm





Torque de acionamento



para fuso trapezoidal

Cálculo usando o fuso NSK W3211SA-5Z-C5Z10

Dados de entrada do catálogo

Dn

32 mm





Diâmetro nominal



De

6.35 mm




Diâmetro das esferas



Lr

1180 mm




Comprimento da rosca do fuso escolhido



Lp

100 mm




Comprimento da porca



Lc

Lr Lp


1080 mm






Curso útil do fuso

Lb

1200 mm





comprimento entre mancais



Lf

1429 mm




Comprimento total do fuso com  acoplamento



Db

Dp

De



26.65 mm






Diâmetro da raiz do filete

ρaço


7840

kg

m



3





Densidade do material do fuso

Eaço


206 GPa





Módulo de elasticidade do material

η1FE


96%



Eficiência do fuso de esfera com μ=0,003



Calculo das velocidades da cinemática da transmissão

v

100



mm

s





Velocidade de processo

ω

v

Rt



600 rpm





Rotação do fuso

Verificação da máxima velocidade para o fuso


A

Db

2



π

4



558 mm

2





Área da secção menor do fuso



I

Db

4



π

64



24.8

10

3



mm

4







Momento de inércia do fuso

Fixo – livre: 

β1=1.875

Suportado – suportado:  β1=3.142 

Fixo – suportado:

β1=3.927 

Fixo – Fixo: 

β1=4.73   (Dados do catálogo da THK)

β1

1.875




ω80%c


β1

2

Lb



2

Eaço I


ρaço A


80



 %

637 rpm






Máxima rotação para uso deste fuso

Cálculo da dinâmica do processo

Cálculo do torque a regime permanente

TRP


Rt Fa

η1FE



24.4 N mm





Torque para acionar a carga



Cálculo do torque de aceleração

da

50 mm





Distância para atingir a velocidade de processo



da

1

2



a

 t


2



=

Distância de aceleração em função do tempo e da aceleraçãop

v

a t





=

Velocidade em função do tempo e da aceleração

a

v

2



2 da

0.1



m

s

2





Aceleração da massa



t

v

a



1

10

3



ms





Tempo de aceleração



α

a

Rt



63

rad


s

2





Aceleração angular



Jf

π

Db



Dn

(



)

2









4

Lf



ρaço


32

813 kg mm



2





Momento de inércia do fuso



JRF

Jf M Rt


2



2080 kg mm

2







Inércia refletida no fuso

TJ

JRF α



131 N mm






Torque para acelerar a inércia

TP

TRP TJ


155.1 N mm







Torque de pico para o fuso

Análise de flambagem no caso de carga compressiva

FsF


2



Fator de segurança para flambagem



Fixo – livre:

κ1=0.25


Fixo – suportado: 

κ1=2


Fixo – fixo:

κ1=4 


Dados do catálogo da THK

κ1

0.25





FFl

κ1 π


2

Eaço



I



Lb

2

FsF



4.37 kN






Carga máxima compressiva para flambagem

σp

147 MPa





Tensão normal recomendada pelo fabricante THK



Fp

σp A


82 kN








Limite de carga axial pela tensão recomendada

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