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Título: Projeto e dimensionamento de uma caixa da câmbio com 3 velocidades para um veículo Baja SAE
Título(s) alternativo(s): Design and dimensioning of a 3-speed gearbox for a Baja SAE vehicle
Autor(es): Assunção, João Victor Mehret
Orientador(es): Squarcio, Roberto Mauro Felix
Palavras-chave: Engrenagens
Automóveis - Dispositivos de transmissão
Automóveis - Dinâmica
Competições
Gearing
Automobiles - Transmission devices
Automobiles - Dynamics
Contests
Data do documento: 15-Dez-2025
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Ponta Grossa
Citação: ASSUNÇÃO, João Victor Mehret. Projeto e dimensionamento de uma caixa da câmbio com 3 velocidades para um veículo Baja SAE. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2025.
Resumo: Este trabalho apresenta o projeto de um sistema de transmissão 4x4 com duas velocidades e marcha ré destinado a um veículo do tipo mini Baja SAE. A motivação do estudo surgiu da necessidade de atualização do conjunto de transmissão da equipe Baja Gralha Azul da UTFPR - Câmpus Ponta Grossa, considerando as recentes exigências do regulamento técnico da competição Baja SAE Brasil, que passou a exigir tração integral para equipes que almejam disputar vagas em torneios internacionais. O objetivo do projeto é desenvolver uma caixa de câmbio robusta, eficiente e integrada ao conjunto motor-CVT-diferenciais, capaz de proporcionar maior desempenho dinâmico e confiabilidade operacional. A metodologia adotada foi baseada no PRODIP (Projeto de Desenvolvimento Integrado de Produtos), abordando modelagens da dinâmica longitudinal, seleção e dimensionamento dos componentes, e elaboração do arranjo estrutural do sistema. Os resultados obtidos indicam que as relações de transmissão finais de 10,5:1 para a primeira marcha e 7:1 para a segunda marcha possibilitam ganho expressivo de desempenho. Dentre os principais avanços previstos está o aumento da tração disponível em aproximadamente 2000 N em relação ao sistema atual, totalizando uma tração de 5000 N, bem como a elevação da velocidade final no trecho de 100 m, de 41 km/h para 52 km/h, e redução do tempo de aceleração nos 30 m iniciais de 5,2 s para 4,35 s. Conclui-se que o sistema proposto atende às metas definidas para o projeto, contribuindo diretamente para o desempenho competitivo da equipe e estabelecendo uma base consistente para trabalhos futuros relacionados à implementação, validação experimental e otimizações estruturais e de eficiência.
Abstract: This study presents the design of a 4x4 transmission system with two forward gears and reverse, developed for a Baja SAE off-road vehicle. The motivation for this project arises from the need to update the powertrain configuration of the Baja Gralha Azul team from UTFPR - Ponta Grossa, considering the latest technical requirements of Baja SAE Brazil competitions, which mandate four-wheel drive for teams seeking qualification for international events. The main goal is to develop a robust and efficient gearbox integrated with the engine-CVT-differential assembly, capable of improving vehicle performance and reliability. The methodology adopted was based on the Integrated Product Development Process (PRODIP), including vehicle longitudinal dynamics modeling, component selection and sizing, and structural arrangement definition. The final transmission ratios of 10.5:1 for first gear and 7:1 for second gear provided significant performance improvements. The proposed system is expected to increase available tractive effort to 5000 N, representing a gain of approximately 2000 N over the previous configuration, as well as increase top speed over a 100-meter stretch from 41 km/h to 52 km/h and reduce the 30-meter acceleration time from 5.2 s to 4.35 s. The results demonstrate that the developed transmission system meets the project requirements and contributes to enhancing the competitive performance of the team, while also establishing a solid foundation for future developments, experimental validation, and structural or efficiency improvements.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40142
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