Mecanica Aplicada

ETAPA 3

PASSO 1

O conjunto planetário

As engrenagens são consideradas os músculos de qualquer transmissão automotiva, seja ela manual ou automática. São utilizadas para transferir torque e força e podem promover mudanças de velocidade e direção no veículo. Os jogos de engrenagens planetárias são utilizados como meio básico de transferência ou multiplicação de torque do motor. São denominados assim por causa da disposição física de três engrenagens, que geralmente formam um jogo planetário.

Engrenagem solar - Localiza-se no centro do jogo de engrenagens. As outras engrenagens giram ao redor da solar, assim chamada porque a disposição se assemelha ao nosso sistema solar.

Engrenagens planetárias - São montadas em um suporte e giram ao redor da solar, similar aos planetas orbitando o Sol, em nosso sistema solar. Estas engrenagens formam um conjunto conhecido como conjunto porta-planetárias. As engrenagens tipo pinhões estão engrenadas constantemente na solar e na anelar.

Engrenagem anelar - Envolve o conjunto inteiro de engrenagens e portanto possui dentes construídos em seu diâmetro interno. A engrenagem interna ou anelar está engrenada constantemente ao porta-planetárias.

Conjunto porta-planetária - Consiste de uma engrenagem solar, engrenagens planetárias com seus respectivos pinhões e uma engrenagem interna. Por estarem constantemente interligadas (engrenadas), quando uma recebe força, a outra é bloqueada. A terceira transferirá esta força para o eixo de saída e dependendo da quantidade de dentes de cada uma (relação), se obterá uma redução ou multiplicação de força ou velocidade.

O conjunto porta-planetária possui três características distintas. Primeiro, sua construção é forte e eficiente. Com três ou quatro pinhões em um portaplanetária e a engrenagem anelar engrenada em todos os pinhões, a força é igualmente distribuída por meio de todo o jogo. Segundo, por estarem integralmente engrenadas, é eliminada a possibilidade de haver escape de marchas, o que comumente ocorre numa transmissão manual. Finalmente, a construção se beneficia de seu desenho compacto, uma vez que todas as engrenagens possuem o mesmo centro de seus eixos.

As transmissões automáticas geralmente utilizam dois jogos de engrenagens planetárias para obter várias relações de redução e quatro diferentes modos de operação. Várias embreagens e/ou cintas são aplicadas para travar ou mover as diferentes engrenagens.

Redução - Para obter uma redução, ou marchas com mais força, as engrenagens trabalham de forma diferenciada. A solar geralmente gira enquanto a anelar externa é travada por um pacote de embreagens de discos múltiplos. Além disso, a solar movimenta os pinhões do conjunto porta planetárias, que giram ao redor da parte interna da engrenagem anelar. Esta ação faz com que o porta-planetárias gire numa velocidade menor que a solar, que, nesta ocasião, faz o papel da engrenagem de entrada. A ligação do porta planetárias ao eixo de saída provê uma redução.

Operar com os conjuntos de engrenagens reduzidos gera um aumento do torque e diminuição dos giros de saída em relação à rotação do motor. Isto significa que a rotação do motor é maior que a saída da transmissão. Essa redução normalmente ocorre em primeira, segunda e marcha à Ré.

Na segunda marcha, uma outra cinta ou pacote de embreagens é aplicada e a transferência de força é ligeiramente diferente. O segundo jogo de engrenagens é utilizado para se obter uma relação menor quando a rotação do eixo de saída fica mais próxima da rotação do motor.

Direta - A direta (normalmente a terceira marcha) ocorre quando o eixo de saída da transmissão gira na mesma velocidade do eixo de entrada da transmissão. Esta marcha é obtida quando dois elementos de um mesmo grupo de engrenagens planetárias atingem a mesma velocidade.

Conseqüentemente, o terceiro elemento do jogo passará a girar na mesma velocidade dos outros dois. Obtém-se, então, uma relação de 1,00 : 1 se diz:

“relação de um para um”.

Overdrive – Também conhecido como sobremarcha, o overdrive é obtido quando se mantém a engrenagem solar enquanto a força também entra pelo conjunto porta planetárias. A engrenagem anelar e o conjunto porta pinhões giram ao redor dos dentes da solar. No entanto, a anelar apresenta uma velocidade de giros maior que a do porta planetárias. Nesse momento, se a

aplicação do conjunto de embreagens estiver correta, e a anelar for ligada ao eixo de saída, haverá um grande aumento de giros e a desmultiplicação.

O overdrive, ou sobremarcha, diminui o torque do motor enquanto aumenta a rotação de saída da transmissão. Isto significa que o eixo de saída da transmissão gira numa velocidade bem maior que o eixo de entrada. O overdrive geralmente ocorre em quarta ou em quinta marchas, dependendo da transmissão. Nesta situação, pode-se manter o veículo a uma velocidade média na estrada com reduzida RPM. Isso proporciona uma maior economia de combustível, além de aumentar a vida útil do motor.

Marcha à ré – Para acionar a marcha à ré, o conjunto trava o porta-planetárias e move a engrenagem solar. Esta ação faz com que os pinhões do conjunto porta planetárias girem a engrenagem anelar na direção oposta em redução.

PASSO 2

RESUMO

A engrenagem é um elemento mecânico composto de rodas dentadas que se ligam a um eixo, o qual imprimem movimentos.

As engrenagens operam aos pares, os dentes de uma encaixando nos espaços entre os dentes de outra. Se os dentes de um par de engrenagens se dispõem em círculo, a razão entre as velocidades angulares e os torques do eixo será constante. Se o arranjo dos dentes não for circular, variará a razão de velocidade. A maioria das engrenagens é de forma circular.

Para transmitir movimento uniforme e contínuo, as superfícies de contato da engrenagem devem ser cuidadosamente moldadas, de acordo com um perfil específico. Se a roda menor do par (o pinhão) está no eixo motor, o trem de engrenagem atua de maneira a reduzir a velocidade e aumentar o torque; se a roda maior está no eixo motor, o trem atua como um acelerador da velocidade e redutor do torque.

PASSO 3

As engrenagens são usadas em milhares de dispositivos mecânicos. Elas realizam várias tarefas importantes, mas a mais importante