Estudo da influência das tolerâncias de manufactura e de montagem no desempenho de mecanismos utilizando as metodologias de sistemas de corpos múltiplos

Abstract

Neste trabalho é apresentada uma metodologia geral e sistemática que permite estudar a influência das tolerâncias de manufactura no desempenho cinemático de mecanismos utilizando as formulações de sistemas de corpos múltiplos. As equações matemáticas que regem o movimento dos mecanismos são formuladas com base em coordenadas cartesianas. Neste processo, a formulação matemática relativa aos constrangimentos cinemáticos é também apresentada e discutida. Os sistemas mecânicos são definidos por um conjunto de coordenadas generalizadas que representam as posições instantâneas de todos os corpos. Por outro lado, um conjunto de dimensões generalizadas é usado para definir as dimensões funcionais do sistema. Estas dimensões generalizadas estão associadas às tolerâncias do sistema, as quais estão relacionadas com comprimentos, ângulos, diâmetros, distância entre eixos, etc. Assim, no presente trabalho é desenvolvida uma metodologia genérica que estabelece uma relação entre os constrangimentos cinemáticos, as dimensões generalizadas e os erros ou desvios associados ao funcionamento do sistema. Esta metodologia é baseada na teoria das tolerâncias de manufactura e montagem, em que a variação das dimensões geométricas está associada a um intervalo de tolerância de acordo com o grau de precisão estabelecido. A metodologia é implementada num código computacional desenvolvido para a análise cinemática de mecanismos planos, em que as equações do movimento são geradas automaticamente e resolvidas para cada instante de simulação. Finalmente, um mecanismo elementar do tipo biela-manivela com corrediça é utilizado para demonstrar a eficiência da metodologia proposta neste trabalho.