Ciência de Máquinas e Mecanismos - eBook

Dedicatória 
Agradecimentos 
Antelóquio 

Capítulo 1. Noções Propedêuticas 
1.1. Introdução 
1.2. Máquinas e Mecanismos 
1.3. Estática, Cinemática e Dinâmica 
1.4. Tipos de Movimentos 
1.5. Transmissão de Movimento 
1.6. Juntas Cinemáticas 
1.7. Ligações ou Barras 
1.8. Graus de Liberdade 
1.9. Inversão de Mecanismos 
1.10. Vantagem Mecânica 
1.11. Bibliografia 

Capítulo 2. Análise Vetorial 
2.1. Introdução 
2.2. Sistemas de Coordenadas 
2.3. Notação Vetorial 
2.4. Componentes de um Vetor 
2.5. Adição e Subtração de Vetores
2.6. Multiplicação e Divisão de Vetores 
2.7. Produto Interno de Vetores
2.8. Produto Externo de Vetores  
2.9. Diferenciação Vetorial 
2.10. Rotação de Eixos no Plano  
2.11. Resolução de Equações Vetoriais  
2.11.1. Equações Vetoriais  
2.11.2. Solução Gráfica  
2.11.3. Solução Analítica  
2.11.4. Solução de Chace 
2.12. Bibliografia 

Capítulo 3. Centros Instantâneos de Rotação 
3.1. Introdução 
3.2. Atributos de Centros Instantâneos de Rotação 
3.3. Movimento Puro de Rotação 
3.4. Movimento de Rolamento Puro 
3.5. Tipos de Centros Instantâneos de Rotação
3.6. Número de Centros Instantâneos de Rotação 
3.7. Posição de Centros Instantâneos de Rotação 
3.7.1. Simples Inspeção 
3.7.2. Teorema dos Três Centros 
3.7.3. Teorema da Normal Comum
3.7.4. Método de Paulo Flores  
3.8. Centros Instantâneos de Aceleração  
3.9. Bibliografia 

Capítulo 4. Mecanismos Elementares 
4.1. Introdução 
4.2. Mecanismo de Quatro Barras
4.2.1. Regra de Grashof 
4.2.2. Parâmetros de Desempenho 
4.2.3. Ponto Morto e Ponto de Mudança  
4.2.4. Aplicações  
4.3. Mecanismo Biela-Manivela  
4.4. Mecanismo de Scotch Yoke  
4.5. Mecanismos de Retorno Rápido  
4.5.1. Mecanismo de Avanço  
4.5.2. Mecanismo de Withworth  
4.5.3. Mecanismo de Manivela Deslocada  
4.5.4. Mecanismo do Limador  
4.6. Mecanismos Geradores de Retas  
4.6.1. Mecanismo de Watt  
4.6.2. Mecanismo de Scott Russel 
4.6.3. Mecanismo de Roberts 
4.6.4. Mecanismo de Chebyshev  
4.6.5. Mecanismo de Peaucellier  
4.7. Mecanismos de Movimento Intermitente 
4.7.1. Mecanismo de Genebra  
4.7.2. Mecanismo de Trinquete ou Catraca  
4.7.3. Mecanismo de Engrenamento Intermitente  
4.7.4. Mecanismo de Escape  
4.8. Bibliografia 

Capítulo 5. Análise de Posição e Deslocamento  
5.1. Introdução  
5.2. Deslocamento Absoluto 
5.3. Deslocamento Relativo  
5.4. Métodos de Análise
5.5. Métodos Analíticos  
5.5.1. Método Algébrico 
5.5.2. Método da Notação Complexa  
5.5.3. Método da Notação Matricial  
5.5.4. Método da Decomposição do Movimento  
5.6. Métodos Gráficos  
5.7. Análise de Mecanismos  
5.7.1. Mecanismo de Quatro Barras  
5.7.2. Mecanismo de Quatro Barras com Corrediça  
5.7.3. Mecanismo Biela-Manivela Excêntrico  
5.7.4. Mecanismo Biela-Manivela Invertido  
5.8. Bibliografia 

Capítulo 6. Análise de Velocidade 
6.1. Introdução  
6.2. Movimento Curvilíneo  
6.3. Velocidade de um Ponto num Sistema Móvel  
6.4. Velocidade de um Corpo Rígido  
6.5. Métodos Analíticos 
6.5.1. Método Algébrico 
6.5.2. Método da Notação Complexa  
6.5.3. Método da Notação Matricial  
6.5.4. Método da Decomposição do Movimento 
6.5.5. Método das Projeções das Velocidades  
6.6. Métodos Gráficos  
6.6.1. Método do Polígono de Velocidades  
6.6.2. Método da Imagem de Velocidades  
6.6.3. Métodos dos Centros Rotação  
6.6.4. Método da Diferenciação Gráfica
6.7. Análise de Mecanismos  
6.7.1. Mecanismo de Quatro Barras  
6.7.2. Mecanismo de Quatro Barras com Corrediça  
6.7.3. Mecanismo Biela-Manivela Excêntrico  
6.7.4. Mecanismo Biela-Manivela Invertido  
6.8. Bibliografia 

Capítulo 7. Análise de Aceleração  
7.1. Introdução  
7.2. Movimento Curvilíneo  
7.3. Aceleração de um Ponto num Sistema Móvel  
7.4. Aceleração de um Corpo Rígido  
7.5. Métodos Analíticos  
7.5.1. Método Algébrico 
7.5.2. Método da Notação Complexa  
7.5.3. Método da Notação Matricial  
7.5.4. Método da Decomposição do Movimento  
7.6. Métodos Gráficos 
7.6.1. Método do Polígono de Acelerações 
7.6.2. Método da Imagem de Acelerações  
7.6.3. Métodos dos Centros Aceleração  
7.6.4. Método da Diferenciação Gráfica 
7.7. Análise de Mecanismos  
7.7.1. Mecanismo de Quatro Barras  
7.7.2. Mecanismo de Quatro Barras com Corrediça  
7.7.3. Mecanismo Biela-Manivela Excêntrico 
7.7.4. Mecanismo Biela-Manivela Invertido  
7.8. Bibliografia

Capítulo 8. Cames e Seguidores  
8.1. Introdução  
8.2. Descrição de Mecanismos Came-Seguidor 
8.2.1. Tipos de Cames 
8.2.2. Tipos de Seguidores 
8.2.3. Diagrama de Deslocamentos do Seguidor 
8.2.4. Sequência de Movimentos do Seguidor 
8.2.5. Nomenclatura Fundamental  
8.3. Movimentos Básicos do Seguidor  
8.3.1. Caraterísticas Cinemáticas do Seguidor  
8.3.2. Movimentos Básicos do Seguidor 
8.3.3. Movimento Uniforme
8.3.4. Movimento Parabólico 
8.3.5. Movimento Harmónico Simples 
8.3.6. Movimento Cicloidal 
8.3.7. Movimento Elítico 
8.3.8. Movimento Polinomial 
8.4. Determinação Gráfica do Perfil da Came 
8.4.1. Generalidades 
8.4.2. Came Radial-Seguidor de Faca 
8.4.3. Came Radial-Seguidor de Rolete 
8.4.4. Came Radial-Seguidor de Rolete Excêntrico 
8.4.5. Came Radial-Seguidor Esférico 
8.4.6. Came Radial-Seguidor de Prato 
8.4.7. Came Radial-Seguidor Oscilante de Rolete 
8.4.8. Came Radial-Seguidor Oscilante de Prato 
8.5. Determinação Analítica do Perfil da Came
8.5.1. Generalidades 
8.5.2. Teoria da Envolvente
8.5.3. Came Radial-Seguidor de Faca 
8.5.4. Came Radial-Seguidor de Rolete 
8.5.5. Came Radial-Seguidor de Rolete Excêntrico 
8.5.6. Came Radial-Seguidor de Prato 
8.5.7. Came Radial-Seguidor Oscilante de Rolete
8.5.8. Came Radial-Seguidor Oscilante de Prato 
8.6. Desempenho de Sistemas Came-Seguidor 
8.6.1. Generalidades 
8.6.2. Comparação de Movimentos Básicos 
8.6.3. Fator de Came 
8.6.4. Rácio de Acelerações 
8.6.5. Ângulo de Pressão 
8.6.6. Raio de Curvatura 
8.6.7. Cálculo do Ângulo de Pressão 
8.6.8. Cálculo do Raio de Curvatura 
8.7. Exercícios de Aplicação 
8.8. Bibliografia 

Capítulo 9. Rodas de Atrito 
9.1. Introdução 
9.2. Relação de Transmissão 
9.3. Projeto de Rodas de Atrito 
9.4. Variadores de Velocidade 
9.5. Transmissões Mecânicas 
9.6. Bibliografia 

Capítulo 10. Engrenagens 
10.1. Introdução
10.2. Engrenagens Cilíndricas
10.3. Engrenagens Cónicas 
10.4. Engrenagens de Parafuso Sem-Fim 
10.5. Trens de Engrenagens 
10.6. Bibliografia 

Capítulo 11. Transmissões Flexíveis 
11.1. Introdução 
11.2. Seleção de Transmissões 
11.3. Correias 
11.4. Correntes 
11.5. Cabos 
11.6. Bibliografia 

Capítulo 12. Análise Dinâmica 
12.1. Introdução 
12.2. Análise Estática 
12.3. Inércia e Tensor de Inércia 
12.4. Leis do Movimento de Newton 
12.5. Equações do Movimento e Aplicações 
12.6. Bibliografia 

Capítulo 13. Dinâmica de Sistemas Multicorpo 
13.1. Introdução 
13.2. Equações de Newton-Euler 
13.3. Formulação das Equações do Movimento 
13.4. Resolução das Equações do Movimento 
13.5. Análise de Impacto 
13.6. Bibliografia

Paulo Flores nasceu em Vieira do Minho a 19 de dezembro de 1972. Obteve a sua graduação em Engenharia Mecânica pela Universidade do Minho em 1997, seguida de provas científico-pedagógicas (2000), doutoramento (2005) e agregação (2011) também em Engenharia Mecânica pela Universidade do Minho. O doutoramento, na especialidade de máquinas e mecanismos, foi realizado em colaboração com o Instituto Superior Técnico e a Wichita State University. Em 2009 concluiu um pós-doutoramento no Swiss Federal Institute of Technology, ETH-Zurich, e em 2012 foi Visiting Professor na The University of Arizona. Em 2024 recebeu o doutoramento Honoris Causa pela “Gheorghe Asachi” Technical University of Iasi. Trabalha na Universidade do Minho há 30 anos, onde os seus tópicos de interesse no ensino e investigação científica estão ligados às áreas da Dinâmica de Sistemas Mecânicos, Projeto e Seleção de Componentes Mecânicos, Biomecânica e Desenho e Representação Gráfica. Professor Catedrático desde 2013, é autor de inúmeras publicações científicas e pedagógicas.