1. Definir o torque de projeto
O torque nominal nem sempre coincide com o torque máximo. Partidas, travamentos, impactos e variações do processo podem impor um valor maior.
Recomendação prática: documente claramente se o torque informado é nominal, máximo ou já inclui um fator de majoração.
2. Escolher uma tensão admissível coerente
A tensão admissível não deve ser escolhida como uma fração arbitrária sem considerar o material, o tratamento, a temperatura e o tipo de carregamento.
Para um eixo submetido a ciclos, uma verificação de fadiga costuma ser mais restritiva que a verificação estática simples.
3. Entender o efeito do diâmetro
τmax = 16T/(πD³)Para um eixo maciço, a tensão varia com 1/D³. Portanto, aumentar D em 10% reduz a tensão em aproximadamente 25%, mantidas as demais condições.
Esse efeito é expressivo, mas aumenta a massa, a inércia e o espaço ocupado.
4. Maciço ou vazado?
Um eixo vazado pode oferecer um bom compromisso entre massa e rigidez, pois o material próximo ao eixo geométrico contribui pouco para o momento polar de inércia.
No entanto, é necessário definir d/D ou a espessura da parede. Depois, devem ser verificados fabricação, montagem, eventuais soldas e instabilidade local.
5. Lista de verificação antes da aprovação
O diâmetro teórico é apenas o início do projeto.
- Escolher uma dimensão realmente disponível e recalcular.
- Verificar o ângulo de torção e a rigidez.
- Considerar as concentrações de tensão causadas por degraus e rasgos.
- Combinar flexão e torção no mesmo ponto por meio de von Mises.
- Realizar a verificação de fadiga se o torque ou a flexão variarem.
- Verificar velocidade crítica, mancais, chavetas e acoplamentos.
Aplicação numérica
Exemplo: eixo vazado submetido a 2 kN·m
Adotam-se τadm = 80 MPa e d/D = 0,6.
- Aplicar D = ∛[16T/(πτadm(1−k⁴))].
- Obter Dmín = 52,690 mm.
- Arredondar provisoriamente para 53 mm.
- Recalcular d = 31,8 mm e τ = 78,61 MPa.
Resultado: 53 mm atende à verificação estática simplificada, mas a dimensão ainda deve ser comparada às medidas disponíveis, à fadiga e aos detalhes geométricos.
Método relacionado às notas de aula do MIT sobre torção e aos respectivos exemplos. Abrir a fonte exata ↗
Para verificar e aprofundar
Referências diretas
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