Mecanica Aplicada

Engrenagens, que na maioria dos casos, são rodas dentadas de forma padronizada que tem o objetivo de transferir rotação e torque entre eixos, formam conjuntos e para cumprir seu papel, elas precisam estar engrenadas, ou seja, seus dentes devem estar encaixados entre os vãos dos dentes da engrenagem par. As engrenagens são utilizadas nos mais variados dispositivos, desde brinquedos movidos à corda até imensos redutores industriais, passando por caixas de direção, diferenciais e transmissões automáticas. Engrenagens são utilizadas quando tentamos atingir algum destes objetivos: 1. aumentar ou diminuir a velocidade de rotação, e conseqüentemente, aumentando ou diminuindo o torque fornecido; 2. sincronização da rotação entre eixos diferentes; 3. redirecionar a rotação para outro eixo; 4. inverter a rotação de um dispositivo. As engrenagens podem ter os mais variados desenhos, cilíndricas, cônicas (coroa e pinhão) e planas (cremalheiras), mas iremos falar principalmente dos tipos mais utilizados nos câmbios veiculares: as engrenagens cônicas e cilíndricas, de dentes retos e helicoidais. Engrenagens cilíndricas e cônicas Como o próprio nome diz, têm seus dentes paralelos e longitudinais ao eixo da engrenagem e são aplicadas, principalmente, em eixos paralelos. Engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais têm dentes paralelos entre si, mas oblíquos (inclinados) em relação ao eixo da engrenagem. As engrenagens cônicas, além de apresentarem dentes retos e helicoidais que obrigam os eixos a estarem no mesmo plano, independente do ângulo em que trabalhem, podem apresentar dentes hipóides que são uma variação dos dentes helicoidais com desenho em espiral. Estas são muito utilizadas em diferenciais, pois não necessitam que os eixos estejam no mesmo plano. As mais utilizadas As engrenagens mais utilizadas nas transmissões mecânicas são as cilíndricas helicoidais, pois devido a seu desenho, elas geram pouco ruído, trabalham mais suavemente, diminuem a tensão em cima de cada dente durante seu trabalho, porém, geram um esforço maior entre os eixos, por isso os rolamentos destes equipamentos são projetados para suportar tais esforços e costumam diminuir a eficiência de um motor, consumindo potência. Engrenagens cilíndricas retas são muito utilizadas nas relações de marcha ré, sua característica pode ser notada pelo ruído característico que essa marcha apresenta, seus maiores problemas são justamente o barulho e a tensão causada em seus dentes ao se encontrarem. Uma grande qualidade destas engrenagens é a transferência quase direta de torque, por isso são as escolhidas para equipar câmbios de veículos de competição e motocicletas. As engrenagens cônicas de dentes retos são utilizadas em diferencias nas engrenagens satélites e planetárias, as quais trabalham dentro do diferencial e se movimentam quando há diferença de rotação entre as rodas motrizes. Por último, as engrenagens cônicas hipóides, que são amplamente utilizadas em coroas e pinhões de diferenciais possibilitando que a caixa do diferencial tenha um tamanho mais reduzido e possa ser locada da maneira mais conveniente. https://www.google.com.br/search?site=imghp&tbm=isch&source=hp&biw=1213&bih=739&q=ingrenagens+automotivas&oq=ingrenagens+automotivas&gs_l=img.3...50927.58255.0.58599.23.12.0.11.0.0.220.1763.3j6j3.12.0....0...1ac.1.37.img..16.7.885.rMesFXV8P9c#facrc=_&imgdii=_&imgrc=RFimPOLWBZkEKM%253A%3BppohvCaUHx6_rM%3Bhttp%253A%252F%252Fn.i.uol.com.br%252Flicaodecasa%252Fensmedio%252Ffisica%252Fcorreia-dentada.jpg%3Bhttp%253A%252F%252Feducacao.uol.com.br%252Fdisciplinas%252Ffisica%252Fpolias-e-engrenagens-movimento-e-frequencia.htm%3B363%3B425 O sistema de transmissão é composto pelo conjunto de embreagem, eixos e engrenagens do câmbio, luvas, garfos, eixo cardã (se aplicável), diferencial, tulipas, homocinéticas, semieixos e cubo das rodas. Todas essas peças podem ser substituídas por outras mais resistentes, capazes de lidar com um nível de rendimento maior do que o original. A caixa de marchas permite com que a potência e torque do motor, gerados em forma de rotação, sejam aproveitados de acordo com a necessidade de quem dirige. Quando o máximo de força se faz necessário, o motorista recorre à 1º marcha, em que as rotações do motor são desmultiplicadas, o que multiplica o torque, porém, reduz a velocidade. Quando se busca maior velocidade, utiliza-se uma marcha que multiplica as rotações do motor, permitindo com que velocidades elevadas sejam alcançadas, porém, reduzindo a quantidade de força disponível. É exatamente por este motivo que uma retomada em 4ª marcha sempre será mais lenta que uma em 2ª, por exemplo: o motor parece fraco. Toda vez que uma marcha é engrenada em um automóvel, uma dupla principal de engrenagens, chamadas de motora (que passa a rotação do motor) e movida (que recebe a rotação) é travada para que possam transmitir a rotação do motor com sua relação. Se a motora tiver 24 dentes e a movida 27, a sua relação será de 1,125:1 — ou seja, a motora dará 1,125 volta para cada volta completa da movida. Quanto maior for esse número, mais curta a marcha será, ao passo que um número cada vez mais próximo de zero deixará a marcha mais longa, atingindo velocidades, teoricamente, maiores. Após a divisão entre a movida e a motora, a rotação ainda será dividida pela coroa e o pinhão do diferencial, antes que chegue à roda. Cada ponto de contato das engrenagens sofre com níveis de esforços e temperatura severos, e seu projeto de fábrica prevê um valor máximo de torque que suportarão. Segundo Ribeiro Matozinhos, da Matoscar, diversas técnicas podem ser utilizadas para aumentar a resistência desses componentes. “Além de utilizarmos engrenagens forjadas, com maior resistência, podemos criar um conjunto de movida e motora com menor número de dentes, mas mantendo a mesma relação. Assim, cada ponto de contato entre as engrenagens fica maior, reforçado com mais material, o que permite suportar maior carga”, explica. Na prática, isso poderia ser realizado, por exemplo, com a substituição de um conjunto motora/movida de 12/30 dentes para outro com 6/15. A maior espessura entre os dentes é desenvolvida para suportar maior dose de torque, que de acordo com Matozinho, é um dos principais problemas para o câmbio. “É o excesso de torque que faz um câmbio quebrar”, diz. O engenheiro Marcos Antônio Júnior, proprietário da Mutante, também explica que impactos são altamente prejudiciais para o câmbio e podem destruí-lo em uma só arrancada. “Ondulações ou imperfeições no asfalto que chacoalhem o carro na hora de largar é uma das piores coisas para o câmbio”, conta. É na relação das marchas e do diferencial que pode-se extrair maior desempenho. Tasso, da Sapinho Câmbios Especiais, exemplifica explicando

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