Mecanica Aplicada

Etapa 3- Introdução:

Foto cedida

Emerson Power Transmission Corp.

As engrenagens são usadas em milhares de dispositivos mecânicos. Elas realizam várias tarefas importantes, mas a mais importante é que elas fornecem uma redução na transmissão em equipamentos motorizados. E isso é essencial porque, freqüentemente, um pequeno motor girando muito rapidamente consegue fornecer energia suficiente para um dispositivo, mas não consegue dar o torque necessário. Por exemplo, uma chave de fenda elétrica tem uma redução de transmissão muito grande, porque precisa de muito torque para girar os parafusos, mas o motor só produz quantidade de torque pequena e velocidade alta. Com a redução de transmissão, a velocidade de saída pode ser diminuída e o torque, aumentado.

Mais uma coisa que as engrenagens fazem é ajustar a direção de rotação. Por exemplo, no diferencial existente entre as rodas traseiras do seu carro, a energia é transmitida por um eixo que passa pelo centro do carro, o que faz com que o diferencial tenha de "deslocar" essa energia em 90º, para aplicá-la sobre as rodas.

Pinhão e cremalheira

Pinhão e cremalheira são usados para converter rotação em movimento linear. Um exemplo perfeito disso é o sistema de direção de muitos carros. O volante gira uma engrenagem que se une à cremalheira. Conforme a engrenagem gira, ela desliza a cremalheira para a direita ou para a esquerda, dependendo do lado para o qual está virando o volante.

Figure 9. Pinhão e cremalheira de uma balança doméstica

Pinhão e cremalheira também são usados em algumas balanças para girar o ponteiro que indica seu peso.

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.

Foto cedida Emerson Power Transmission Corp.

Figura 2. Engrenagens de dentes retos

Engrenagens de dentes retos são utilizadas em muitos dispositivos, 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.

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.

Foto cedida Emerson Power Transmission Corp.

Figura 3. Engrenagens helicoidais

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.

Foto cedida Emerson Power Transmission Corp.

Figura 4. Engrenagens helicoidais cruzadas

Engrenagens Planetárias:

De acordo com a norma AGMA (American Gears Manufacturers Association) de 25 de setembro de 2000, existem três tipos de acionamento de redutores planetários: (planetário, solar e satélite) onde a velocidade de rotação e o sentido de rotação podem ser alterados de acordo com a necessidade fixada, sendo possível observar as diferenças de trabalho no acionamento e saída do equipamento, segue os casos apresentados como opções de acionamento.

Mecanismo de Engrenagens Planetário Tipo Planetário

Neste exemplo de sistema planetário a engrenagem interna C está fixada. A entrada é a engrenagem solar A e a saída é o carregador de engrenagens planeta D conforme demonstrado na figura 1.

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Figura 1: Mecanismo de Engrenagens Planetário Tipo Planetário

Mecanismo de Engrenagens Planetário Tipo Solar

Neste exemplo a engrenagem solar A está fixada. A engrenagem interna C é a entrada, e o carregador de planetas D é a saída. Nomeia-se este tipo de engrenagem de engrenagem solar porque ela está localizada no centro do sistema, e as outras engrenagens giram ao redor dela num movimento de rotação/translação. Figura 4: Mecanismo de Engrenagens Planetário Tipo Solar

Mecanismo de Engrenagens Planetário Tipo Satélite

De acordo com QTC (Quality Transmission Components), de 2000, este é o tipo de planetário em que o carregador de engrenagens planeta D está fixo. As engrenagens planetas B rotacionam somente em torno do próprio eixo fixo não executando o movimento de translação através do carregador de planetas. Em uma estrita definição, este tipo de trem de engrenagens perdem a projeção de um sistema planetário vindo a se tornar um trem de engrenagens comum. A engrenagem solar

A é o eixo de entrada e a engrenagem interna C é a saída conforme demonstrado na figura 3.

Referente a figura 3, as engrenagens planetas são