Relação de Tensões (Correia em V)
Calcula a relação máxima de tensões de uma correia em V no limite do escorregamento, T₁/T₂ = e^(μ·θ ÷ sen β), a partir do coeficiente de atrito μ, do ângulo de abraçamento θ (radianos) e do semi-ângulo do canal da polia β (graus). Esta é a equação de Euler-Eytelwein (capstan) com a correção para correias em V. Em uma correia PLANA, a relação limite de tensões é e^(μθ); mas a correia em V tem uma vantagem genial: ela se encaixa em um CANAL em forma de V na polia, e ao ser tracionada, é puxada para DENTRO do canal, cunhando-se contra as duas paredes inclinadas. Esse efeito de CUNHA multiplica a força normal (e portanto o atrito) por um fator 1/sen β — como β é pequeno (tipicamente 17-19°, para um canal de 34-38°), sen β é pequeno e o atrito EFETIVO (μ/sen β) fica 3 vezes maior que o atrito real! É por isso que correias em V transmitem muito mais potência que correias planas do mesmo tamanho, com menor tração de instalação (poupando os mancais) e menos escorregamento — a razão de sua enorme popularidade em transmissões industriais e automotivas. A relação T₁/T₂ limite define a tração efetiva máxima (e portanto a potência) que a correia transmite antes de escorregar. Informe o coeficiente de atrito, o ângulo de abraçamento e o semi-ângulo do canal.
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Relação de tensões (correia em V)
A relação máxima de tensões de uma correia em V no limite do escorregamento é T₁/T₂ = e^(μ·θ ÷ sen β), a partir do coeficiente de atrito μ, do ângulo de abraçamento θ (radianos) e do semi-ângulo do canal da polia β. Esta é a equação de Euler-Eytelwein (capstan) com a correção para correias em V. Em uma correia plana, a relação limite de tensões é e^(μθ); mas a correia em V tem uma vantagem genial: ela se encaixa em um canal em V na polia, e ao ser tracionada, é puxada para dentro do canal, cunhando-se contra as duas paredes inclinadas. Esse efeito de cunha multiplica a força normal (e portanto o atrito) por um fator 1/sen β — como β é pequeno (tipicamente 17-19°, para um canal de 34-38°), sen β é pequeno e o atrito efetivo (μ/sen β) fica cerca de 3 vezes maior que o atrito real! É por isso que correias em V transmitem muito mais potência que correias planas do mesmo tamanho, com menor tração de instalação (poupando os mancais) e menos escorregamento — a razão de sua enorme popularidade em transmissões industriais e automotivas. A relação T₁/T₂ limite define a tração efetiva máxima (e portanto a potência) que a correia transmite antes de escorregar. Informe o coeficiente de atrito, o ângulo de abraçamento e o semi-ângulo do canal.
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Relação de Transmissão com Deslizamento (Correia)
Calcula a relação de transmissão real de uma correia considerando o deslizamento, i = (D ÷ d)·(1 − s/100), a partir dos diâmetros da polia motora D e da movida d (mm) e do percentual de deslizamento s (%). A relação de transmissão TEÓRICA de uma correia é simplesmente a razão dos diâmetros das polias (D/d) — uma polia motora grande girando uma movida pequena multiplica a rotação. Mas, na prática, a transmissão por correia NÃO é exata como a por engrenagens (que têm dentes que se encaixam): a correia transmite por ATRITO, e sempre há um pequeno DESLIZAMENTO (escorregamento) entre a correia e as polias. Esse deslizamento tem duas componentes: o escorregamento ELÁSTICO (creep, inevitável, ~1-2%, devido à correia esticar e contrair ao mudar de tração nos dois lados) e o escorregamento GROSSEIRO (que ocorre sob sobrecarga, quando a correia perde aderência — indesejável e prejudicial). O deslizamento faz a rotação real da polia movida ser LIGEIRAMENTE MENOR que a teórica, e a relação de transmissão real um pouco diferente da nominal. Em aplicações que exigem sincronismo exato (eixos de comando de motores, posicionamento), o deslizamento das correias em V é inaceitável, e usam-se correias SINCRONIZADORAS (dentadas) ou correntes, que não deslizam. Este cálculo quantifica o efeito do deslizamento na relação de transmissão. Informe os diâmetros das polias motora e movida e o percentual de deslizamento.
Potência Transmitida por Correia
Calcula a potência transmitida por uma correia, P = (T₁ − T₂)·v, a partir da tração no lado tenso T₁ (N), da tração no lado frouxo T₂ (N) e da velocidade da correia v (m/s). Em uma transmissão por correia, a polia motora arrasta a correia por atrito, criando uma DIFERENÇA de tração entre os dois lados: o lado que 'puxa' (lado tenso, T₁) fica mais tracionado que o lado que 'segue' (lado frouxo, T₂). Essa diferença (T₁ − T₂), chamada tração efetiva ou força tangencial, é a força líquida que de fato transmite o movimento; multiplicada pela velocidade da correia, dá a POTÊNCIA transmitida. Quanto maior a diferença de tração que a correia consegue suportar sem escorregar (que depende do atrito, do ângulo de abraçamento e, em correias em V, do efeito de cunha das paredes da polia), maior a potência transmissível. A potência também cresce com a velocidade da correia — por isso transmissões de alta potência usam polias grandes e correias rápidas (até um limite, pois a tração centrífuga reduz o atrito disponível em velocidades muito altas). Este cálculo é central no dimensionamento de transmissões por correia, presentes em quase toda máquina rotativa: motores, ventiladores, bombas, compressores, máquinas-ferramenta e veículos. Informe as trações nos lados tenso e frouxo e a velocidade da correia.
Pressão de Contato do Freio
Calcula a pressão de contato entre a sapata/pastilha e o tambor/disco de um freio, p = F ÷ A, a partir da força normal F (N) e da área de contato do material de atrito A (m²); o resultado é em kPa. A pressão de contato é a força normal distribuída sobre a área da superfície de atrito, e é um dos parâmetros mais importantes na DURABILIDADE e no DESEMPENHO de um freio ou embreagem. Ela deve ser menor que a pressão ADMISSÍVEL do material de atrito (lonas, pastilhas orgânicas, semi-metálicas, cerâmicas ou metálicas sinterizadas — cada uma com seu limite). Pressões ACIMA do admissível levam ao desgaste acelerado, ao superaquecimento e à perda de atrito (fading), reduzindo a vida do material e comprometendo a frenagem. Pressões muito BAIXAS subutilizam o material (freio maior e mais caro que o necessário). A pressão de contato também se relaciona com o produto p·v (pressão × velocidade), que é o indicador-chave da intensidade térmica do contato de atrito — materiais de atrito têm um limite de p·v acima do qual superaquecem, e esse limite frequentemente governa o projeto. Esta verificação simples — comparar a pressão de contato com a admissível do material — é essencial no projeto de freios e embreagens e na escolha do material de atrito adequado à aplicação. Informe a força normal e a área de contato.
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