Engrenagens

Figura 1. Animação de uma engrenagem de roda com estacas perpendiculares

O problema desse tipo de engrenagem é que a distância do centro de cada engrenagem até o ponto de contato muda de acordo com a rotação delas. O que significa que a relação de engrenagens se altera com o seu giro, fazendo com que a velocidade também mude. Se você usasse engrenagens assim no seu carro, seria impossível manter uma velocidade constante: haveria uma incessante aceleração e desaceleração.

Muitas engrenagens modernas utilizam um perfil de dentes especial chamado de involuta. Esse perfil tem a propriedade extremamente importante de manter uma relação de velocidade constante entre as duas engrenagens. Assim como a roda com estacas acima, o ponto de contato se movimenta, mas a forma dos dentes da engrenagem involuta compensam esse movimento. Veja essa seção para mais detalhes.

Agora vamos dar uma olhada em alguns dos diferentes tipos de engrenagens.

Engrenagens de dentes retos

As engrenagens de dentes retos são o tipo mais comum de engrenagens. Elas têm dentes retos e são montadas em eixos paralelos. Há situações em que muitas dessas engrenagens são usadas juntas para criar grandes reduções na transmissão.

Figura 2. Engrenagens de dentes retos

Engrenagens de dentes retos são utilizadas em muitos dispositivos que serão mostrados no HowStuffWorks, como a chave de fenda elétrica, as figuras que dançam, o aspersor oscilante, o relógio de corda, a máquina de lavar roupas e a secadora de roupas. Mas você não vai encontrar esse tipo de engrenagem no seu carro.

E isso porque a engrenagem de dentes retos pode ser muito barulhenta. Cada vez que os dentes se encaixam, eles colidem e esse impacto faz muito ruído. Além disso, também aumenta a tensão sobre os dentes.

Para reduzir o ruído e a tensão das engrenagens, a maioria das engrenagens do seu carro é helicoidal

Engrenagens helicoidais

Os dentes nas engrenagens helicoidais são cortados em ângulo com a face da engrenagem. Quando dois dentes em um sistema de engrenagens helicoidais se acoplam, o contato se inicia em uma extremidade do dente e gradualmente aumenta à medida que as engrenagens giram, até que os dois dentes estejam totalmente acoplados.

Foto cedida Emerson Power Transmission Corp.

Figura 3. Engrenagens helicoidais

Este engate gradual faz as engrenagens helicoidais operarem muito mais suave e silenciosamente que as engrenagens de dentes retos. Por isso, as engrenagens helicoidais são usadas na maioria das transmissões de carros.

Devido ao ângulo dos dentes de engrenagens helicoidais, elas criam um esforço sobre a engrenagem quando se unem. Equipamentos que usam esse tipo de engrenagem têm rolamentos capazes de suportar esse esforço.

Algo interessante sobre as engrenagens helicoidais é que se os ângulos dos dentes estiverem corretos, eles podem ser montados em eixos perpendiculares, ajustando o ângulo de rotação em 90º.