O conceito de engrenagens

Engrenagens

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.

As engrenagens não só apresentam tamanhos variados, mas também possuem formato e tipo de transmissão de movimento diferente.

Cônicas

É empregada quando as árvores se cruzam; o ângulo de intersecção é geralmente 90°, podendo ser menor ou maior. Os dentes das rodas cônicas têm formato também cônico, o que dificulta a sua fabricação, diminui a precisão e requer uma montagem precisa para o funcionamento adequado. A engrenagem cônica é usada para mudar a rotação e a direção da força, em baixas velocidades.

Retas

Os dentes são dispostos paralelamente entre si em relação ao eixo. É o tipo mais comum de engrenagem e o de mais baixo custo. É usada em transmissão que requer mudança de posição das engrenagem em serviço, pois é fácil de engatar. É mais empregada na transmissão de baixa rotação do que na de alta rotação, por causa do ruído que produz.

Hipóides

As engrenagens hipóides são uma variedade de engrenagens que, ao contrário das cónicas, os seus eixos não se cruzam. São empregadas para transmitir movimento e cargas elevadas entre eixos que não se cruzam.

Helicoidais

Os dentes são dispostos transversalmente em forma de hélice em relação ao eixo. É usada em transmissão fixa de rotações elevadas, por ser silenciosa devido a seus dentes estarem em componente axial de força que deve ser compensada por mancal ou rolamento. Serve para transmissão de eixos paralelos entre si e também para eixos que formam um ângulo qualquer entre si (normalmente 60 ou 90°).

Cremalheira

É uma barra de dentes destinada a engrenagens. Assim pode se transformar um movimento de rotação em movimento retilineo ou vice-versa.

Figura 1 Modelos de Engrenagens

Forças Radiais e Tangenciais

A força tangencial é obtida através de alguns dados geralmente conhecidos no qual quando for resolver algum tipo de problema eles já são fornecidos. Esses dados são a potência (ou torque) e a rotação do motor. É também necessário que se conheça o raio da engrenagem para se obter a velocidade e com a potência, será possível calcular a força tangencial utilizando a seguinte equação:

Ft = 2T / r

A Força radial atua na direção radial da engrenagem. É determinada por meio da tangente do ângulo de pressão α

Fr = Ft * tgα (ECDR e ECDH)

Exercício 1

Considere