Engrenagens

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  • Publicado : 14 de abril de 2013
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Introdução

Este trabalho visa esclarecer pontos importantes sobre o componente mecânico denominado engrenagem. As engrenagens tem como sua principal função a movimentação de algo. E para cada situação usa-se um tipo diferente de engrenagem para melhor execução do serviço desejado.

O que são engrenagens?

As engrenagens são parte fundamental de qualquer sistema mecânico. Caixas de reduçãoe outros sistemas de transmissão de movimento fazem uso das engrenagens na maior parte dos casos.

Funcionamento

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.

Quando acoplamos duas engrenagens cilíndricas, como as mostradas na figura 1, a alteração do movimento e da força vai depender da relação entre os seus diâmetros.

Imagem 1 – funcionamento das engrenagens.
 
Como para o acoplamento entre as engrenagens é necessário que seus dentes se encaixem perfeitamente, ou seja,sejam iguais, o número de dentes das duas engrenagens estará na mesma relação que os seus diâmetros.
Assim, é o mesmo dizer que duas engrenagens têm uma relação de diâmetros de 10:1 e dizer que possuem uma relação entre dentes de 10:1.
Veja que, para que isso seja válido, a relação de diâmetros deve ser tal que nas duas engrenagens encontremos números inteiros de dentes.
Se as duas engrenagensacopladas tiverem a mesma quantidade de dentes e, portanto o mesmo diâmetro, conforme mostra a figura 3, não obtemos alterações no torque e na velocidade. Apenas o sentido de rotação da engrenagem receptora é contrário daquela que transmite o movimento. Dizemos que este sistema tem uma vantagem mecânica unitária.

Imagem 2 – funcionamento das engrenagens.

Na prática, entretanto, o uso deengrenagens também visa obter algum tipo de vantagem mecânica, ou seja, alterar a força que é transmitida, de modo a se obter mais força e menor velocidade oui vice-versa.
Quando obtemos mais força e menor velocidade, dizemos que o sistema tem uma vantagem mecânica maior que 1 (>1). Por outro lado, se obtemos menos força, mas maior velocidade, o sistema tem uma vantagem mecânica menor que 1(<1).
Para obtemos vantagem mecânica maior que 1, a engrenagem que transmite o movimento deve ter menos dentes do que a que recebe, conforme mostra a figura 4(a). Por outro lado, para obtermos vantagem mecânica menor que 1, a engrenagem que transmite o movimento deve ter mais dentes do que aquela que recebe, conforme mostra a figura 4 (b).

Imagem 3 – funcionamento das engrenagens.

Sistemas deengrenagens

Um sistema de engrenagens não é apenas formado por duas rodas dentadas com diâmetros e portanto números de dentes diferentes. Existem variações que podem ser observadas através da figura 1.

Imagem 4 – funcionamento de engrenagens.

Em (a) temos um sistema comum de engrenagens cilíndricas, do tipo mais usado para redução ou aumento de torque num mesmo plano. No entanto, podemoster o arranjo mostrado em (b) em que temos um pinhão interno para a transmissão da força. Em (c) temos uma engrenagem tipo setor e em (d) temos um sistema que transmite movimentos lineares.
As engrenagens não só apresentam tamanhos variados, mas também se diferenciam em formato e tipo de transmissão de movimento. Dessa forma, podemos classificar as engrenagens empregadas normalmente dentro dosseguintes tipos:
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.

Tipos de engrenagem

Helicoidais...
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