Projeto e otimização de um redutor de velocidades para um protótipo Baja SAE

Abstract

Este trabalho acadêmico realiza o estudo, projeto e otimização de um redutor de velocida des de um veículo off-road para a participação de competições promovidas pela Baja SAE Brasil, com ênfase na melhoria do custo de fabricação e na redução da massa do sistema. O estudo foi motivado frente às dificuldades financeiras da equipe de Baja Piratas do Cer rado da Universidade de Brasília e à idade do redutor utilizado no protótipo. O redutor de velocidades ou caixa de redução é o segundo componente do sistema de transmissão do veículo, após o sistema da CVT, utilizado para o aumento do torque final no eixo de saída para as rodas. Tendo em vista que apenas uma unidade do conjunto de peças desse sistema é produzida, compararam-se os métodos de fabricação que exigem menos maquinário especializado e que, portanto, são mais adequados para a produção de peças únicas, realizando o orçamento dos valores para os serviços de fabricação e determinaram se os mais adequados para o caso em estudo, o que resultou em uma redução no custo de fabricação estimado de R$ 14.704,00 para R$ 5.984,00. Em seguida, com o auxílio de rotinas computacionais desenvolvidas em MATLAB, foi realizado o dimensionamento dos componentes móveis do sistema, incluindo engrenagens, eixos e chavetas, considerando os critérios de resistência mecânica, vida em fadiga e adequação dimensional às restrições de projeto. Por fim, foi utilizada a ferramenta de otimização topológica do programa Ansys para o projeto dos alívios de massa das coroas e da carcaça externa do sistema projetado, alcançando uma redução de massa total de 36,21% e de inércias rotacionais de 58,30% em relação ao sistema anterior.