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Título: Dimensionamento das engrenagens de uma caixa de redução de um protótipo tipo Baja
Título(s) alternativo(s): Dimensioning of the gears of a gearbox of a Baja prototype
Autor(es): Fernandes, Lucas Antonio
Vivi, Victor Henrique Gonçalves
Orientador(es): Fusão, Davi
Palavras-chave: Indústria automobilística
Engrenagens
Metais - Tratamento térmico
Engenharia de protótipos
Automobile industry and trade
Gearing
Metals - Heat treatment
Prototypes, Engineering
Data do documento: 26-Ago-2021
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Ponta Grossa
Citação: FERNANDES, Lucas Antonio; VIVI, Victor Henrique Gonçalves. Dimensionamento das engrenagens de uma caixa de redução de um protótipo tipo Baja. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2021.
Resumo: O referente trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de transmissão para um protótipo do tipo baja. Serão explanados conceitos básicos das transmissões mais utilizadas em veículos e os principais componentes que compõem o sistema como engrenagens, árvore de transmissão e chavetas. A motivação do trabalho originou-se em uma falha durante uma competição em que uma das engrenagens da caixa de transmissão sofreu fadiga flexional e a equipe teve de encerrar sua participação naquele momento. Por meio do aprofundamento nos estudos de transmissões, projetou-se uma relação de transmissão para a caixa de redução, buscou-se selecionar o material mais adequado para as engrenagens e as chavetas. De acordo com a literatura de ciências dos materiais selecionou-se dois materiais que foram mais recomendados para esta aplicação e dimensionou-se corpos de prova que foram fabricados por meio de torno por comando numérico e selecionou-se o tratamento de têmpera seguido de revenimento onde diversas temperaturas foram selecionadas para posteriormente realizar-se ensaios mecânicos de tração e dureza para averiguar qual combinação resultará nas melhores propriedades mecânicas para aplicação em engrenagens. Após a seleção dos materiais o aço SAE 4340 temperado e revenido a 400ºC foi selecionado e realizou-se o estudo para dimensionar as engrenagens e as chavetas a fim de reduzir-se massa sem perder capacidade de transmissão de torque. Como resultados obtidos tem-se dois pares de engrenagens que em testes com o protótipo supriram as expectativas aumentando sua vida útil e tornando-o assim mais competitivo.
Abstract: The referent work presents the development of a transmission system for a Baja prototype. Basic concepts of the transmissions most used in vehicles and the main components that make up the system will be explained, such as gears, transmission shaft and gear keys. The work motivation originated in a during a competition in which one of the gears of the transmission box suffered flexural fatigue and the team had to end its participation. By deepening in the transmission studies, a transmission ratio was designed for the gearbox, seeking to select the most suitable material for the gears and it’s keys. According to the materials science literature, two materials were selected that were most recommended for this application and specimens were dimensioned that were manufactured by means of a lathe by numerical command and the treatment of quenching followed by tempering was selected. Several temperatures were selected to subsequently carry out mechanical tests of traction and hardness to determine which combination will result in the best mechanical properties for application in gears. After selecting the materials, the SAE 4340 steel quenched and tempered at 400ºC was selected and a study was carried out to dimension the gears and its keys in order to reduce mass without losing torque transmission capacity. The results obtained are two pairs of gears that in tests with the prototype met expectations, increased its life expectancy and made it more competitive.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26614
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