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Seminário de mecânica aplicada

By Ferfouls | Studymode.com

Seminário de Mecânica Aplicada

O seminário é uma técnica de aprendizagem que inclui pesquisa, discussão e debates. Tem como objetivo fazer com que as partes envolvidas reflitam sobre o tema proposto e interajam com discussões e debates, transmitindo informações, discutindo-as e chegando a uma conclusão sobre o tema proposto.

O tema é sobre engrenagens e o seu funcionamento.

Definição de Engrenagens:

Engrenagens são rodas com dentes padronizados que servem para transmitir movimento e força(torque) entre dois eixos. Muitas vezes elas são usadas para variar o número de rotações e o sentido da rotação de um eixo para o outro. Quando a relação entre as rotações de duas árvores deve ser constante ou os esforços a transmitir são muito elevados, devemos utilizar engrenagens.

Materiais usados para confecção de engrenagens:

Um dos mais utilizados é o ferro fundido cinzento, ASTM 20, que é um material relativamente barato e satisfatório do ponto de vista de desgaste. Aços especiais não são usados a menos que sejam tratados termicamente. O aço fundido deve ser bem recozido e pode sofrer tratamento térmico. Para se escolher o aço leva-se em consideração o tratamento que se pretende fazer. Os dentes temperados (0.35% a 0.50% de carbono) são usados frequentemente. Os dentes carbonetados cementados (0.15 a 0.20% de carbono) tem resistência ao desgaste excelente com uma superfície de 58 HC, ou melhor.

Os aços de 0.40% a 0.45% de carbono sãoendurecidos na superfície para 50 HC ou mais, por têmpera superficial por maçarico, têmpera por indução ou cianetação.

Os aços especiais são melhores para o endurecimento superficial por possuírem alta temperabilidade. O aço fundido pode ser também endurecido, inteiramente ou superficialmente. O tratamento de endurecimento produz certamente alguma distorção, porém, os aços-liga podem ser endurecidos com muito menor distorção que o aço carbono. Se a precisão do perfil é necessária como no caso de altas velocidades, deve-se escolher um material que apresente um mínimo de distorção, mesmo assim pode ser necessário retificar ou polir os perfis, de modo a se obter a precisão necessária.

A indústria automobilística, por processos cuidadosamente controlados para manter a distorção mínima, usa ligas endurecidas superficialmente sem a operação de retificação final. Em situações severas de serviço, pode ser usado a nitretação, um processo caro, somente justificável em certos casos. Não há muito problema de distorção, porque o processo é conduzido em temperaturas relativamente baixas. Alguns materiais não metálicos são usados em engrenagens para transmitir potências relativamente significantes como, por exemplo, o couro cru, produtos de fenol laminados, etc.

Existem também engrenagens de cromo-níquel, bronze fosforoso, plástico, alumínio e naylon.

Vantagens de usar engrenagens

Uma vez acopladas, evitam o deslizamento, fazendo com que os eixos ligados a elasestejam sempre sincronizados um com o outro.

Tornam possível relações exatas de marcha. Se uma engrenagem tiver 60 dentes e a outra 20, a relação de marcha quando elas estiverem engrenadas será de 3:1.

São produzidas de uma maneira que possam trabalhar mesmo que haja imperfeições no diâmetro e na circunferência reais das duas engrenagens, pois a relação de marcha é controlada pelo número de dentes.

Tipos de Engrenagens

Dentes Retos:

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

A desvantagem desse tipo de engrenagem é que ela 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.

Dentes Helicoidais:

Os dentes são dispostos transversalmente em forma de hélice em relação ao eixo. Quando dois dentes em um sistema de engrenagens 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. 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. Servepara transmissão de eixos paralelos entre si e também pra eixos que formam um ângulo qualquer entre si, normalmente entre 60 ou 90°. Esse tipo de engrenagem é muito usado em veículos e máquinas pesadas, pois permite um engate suave e silencioso mesmo em rotações altas.

A desvantagem das engrenagens helicoidais é uma pressão resultante ao longo da linha central da engrenagem, que necessita ser acomodada por apropriados rolamentos de pressão, e um grau maior de fricção deslizante entre os dentes engrenado.

Engrenagens Cônicas ou Coroas:

Pode ter dentes retos ou helicoidais, é usada quando as árvores e cruzam. O ângulo de interseção é geralmente de 90°, podendo ser maior ou menor. A engrenagem cônica é usada para mudar a rotação e a direção da força.

Os dentes das coroas podem ser retos, em espiral ou hipóides.

Em coroas retas e em espiral, os eixos devem ser perpendiculares um em relação ao outro, mas sempre no mesmo plano.

A engrenagem hipóide consegue juntar eixos em planos diferentes, essa característica é usada em diferenciais de carros. Tanto a cremalheira do diferencial como o pinhão de entrada são hipóides.

Isso permite que o pinhão de entrada seja montado em um plano inferior ao do eixo da cremalheira. Dessa forma, ele não entra tanto no compartimento de passageiros do carro, liberando mais espaço tanto para os passageiros como para a carga.

A desvantagem dessa engrenagem são os dentes retos de coroa. Eles acabam tendo o mesmoproblema que na engrenagem de dentes retos. Conforme cada dente se junta ao outro, ele causa impacto de uma só vez no dente correspondente. Além disso, os dentes também possuem um formato cônico, o que dificulta