Desenvolvimento de um módulo de acoplamento para um veículo do tipo BAJA SAE

Abstract

Este trabalho apresenta o projeto e a fabricação de um módulo de engate e desengate de eixos para um veículo do tipo Baja SAE. A necessidade de implementar um sistema de tração 4x4 nos protótipos baja surgiu devido às novas regulamentações da SAE, exigindo maior desempenho em terrenos acidentados. O estudo propõe o desenvolvimento de um sistema de acoplamento que permita a alternância entre os modos 4WD e 2WD de maneira prática e eficiente. A metodologia envolveu uma pesquisa de mercado sobre sistemas de acoplamento das engrenagens de caixa de marcha de motos e, transmissão 4x4, as análises das soluções viáveis foram feitas por meio de matrizes de decisão e modelagem tridimensional dos componentes utilizando CAD. O dimensionamento dos eixos e engrenagens foi realizado com base em cálculos de resistência mecânica e normas de engenharia. Além disso, foi analisada a compatibilidade do sistema com os demais componentes da transmissão do veículo, garantindo uma integração eficiente. A fabricação do sistema incluiu processos de usinagem em CNC, torno mecânico, fresadora e soldagem, além da aplicação de tratamentos térmicos para aumentar a resistência ao desgaste e à fadiga. Durante essa etapa, ajustes foram necessários para otimizar o funcionamento do módulo de engate e desengate, garantindo um acionamento preciso e sem folgas excessivas. Para garantir a confiabilidade do sistema, foi realizada uma análise de modos de falha e efeitos (FMEA), identificando possíveis problemas e implementando medidas preventivas. Além disso, testes iniciais foram conduzidos para verificar o funcionamento do acoplamento em diferentes condições de operação, possibilitando ajustes no projeto antes da competição. Os testes do protótipo foram conduzidos em diferentes tipos de terreno, e sua validação ocorreu durante as competições Baja SAE Nacional e Nordeste, onde o sistema demonstrou alto desempenho e confiabilidade, contribuindo para a conquista do primeiro lugar no pódio. A partir dos resultados obtidos, foi possível identificar oportunidades de melhoria para futuras versões do sistema, visando aprimorar ainda mais sua eficiência e durabilidade. O estudo concluiu que o acoplamento do tipo dog clutch apresentou excelente desempenho para aplicações off-road, garantindo engate e desengate rápidos com eficiência.