Engrenagens são elementos de máquinas que transmitem o movimento por meio de sucessivos engates de dentes, onde os dentes atuam como pequenas

Transcrição

1 Engrenagens

2 Engrenagens são elementos de máquinas que transmitem o movimento por meio de sucessivos engates de dentes, onde os dentes atuam como pequenas alavancas.

3 Classificação das Engrenagens As engrenagens podem ser classificadas de acordo com a posição relativa dos eixos de revolução. Esses eixos podem estar: Paralelos; Intersecionados; Nem paralelo nem intersecionados.

4 Engrenagens para conexão de eixos paralelos:engrenagens de dentes retos

5 Engrenagens para conexão de eixos paralelos:engrenagens de dentes retos

6 Engrenagens para conexão de eixos paralelos:engrenagem helicoidal paralela

7 Engrenagens para conexão de eixos paralelos:engrenagem helicoidal dupla

8 Engrenagens para conexão de eixos paralelos:pinhão e cremalheira de entes retos evolventes

9 Engrenagens para conexão de eixos Engrenagem cilíndrica com dentes em V

10 Engrenagens para conexão de eixos intersecionados: Engrenagem cônica de dente reto

11 Engrenagens para conexão de eixos intersecionados: Engrenagem cônica espiral

12 Eixos nem paralelos ou intersecionados: Engrenagens helicoidais cruzadas

13 Par coroa e sem-fim

14 Lei Fundamental da Ação do Dente da Engrenagem O perfil do dente 1 aciona o perfil 2 pelo ponto de atuação de contato instantâneo K. N 1 N 2 são as normais dos dois perfis. N 1 é o pé da perpendicular de O 1 a N 1 N 2. N 2 é o pé da perpendicular de O 2 a N 1 N 2. OP OP

15 Geração da Curva Evolvente Fazendo a linha MN girar no sentido anti-horário da circunferência de um círculo sem deslizar, quando a linha alcança a posição M N, a tangente original A alcança a posição K, traçando a curva evolvente AK durante o movimento. A medida que o movimento continua, o ponto A irá traçar a curva evolvente AKC.

16 Quanto menor for o diâmetro primitivo, mais acentuada será a evolvente. Quanto maior for o diâmetro primitivo, menos acentuada será a evolvente, até que, em uma engrenagem de diâmetro primitivo infinito (cremalheira) a evolvente será uma reta. Neste caso, o perfil do dente será trapezoidal, tendo como inclinação apenas o ângulo de pressão.

17 Imagine a cremalheira como sendo uma ferramenta de corte que trabalha em plaina vertical, e que a cada golpe se desloca juntamente com a engrenagem a ser usinada (sempre mantendo a mesma distância do diâmetro primitivo). É por meio desse processo contínuo que é gerada, passo a passo, a evolvente. O ângulo de inclinação do perfil (ângulo de pressão) sempre é indicado nas ferramentas e deve ser o mesmo para o par de engrenagens que trabalham juntas.

18 Propriedades da Curva Evolvente A distância BK é igual ao arco AB, pois a linha MN rola sobre o círculo sem escorregar. Para qualquer instante, o centro instantâneo do movimento da linha é o ponto tangente com o círculo. NOTE: não foi definido o termo centro instantâneo anteriormente. O centro instantâneo é definido de duas formas: Quando dois corpos possuem um movimento relativo plano, o centro instantâneo é um ponto sobre um dos corpos em que o outro gira no instante considerado; Quando dois corpos possuem movimento relativo plano, o centro instantâneo é o ponto em que os corpos estão relativamente parados no instante considerado. A normal em qualquer ponto de uma evolvente é a tangente à circunferência base, Devido a propriedade (2) da curva evolvente, o movimento do ponto que está traçando a evolvente é perpendicular a linha em qualquer instante, e assim a curva traçada também será perpendicular à linha em qualquer instante. Não há curva evolvente junto ao círculo base.

19 Terminologia de Engrenagens de Dentes Retos

20 a) Superfície primitiva: a superfície de um cilindro (cone, etc.) imaginário, girante que o dente de engrenagem pode ser substituído. b) Circunferência primitiva: uma seção da superfície primitiva. c) Circunferência de cabeça: um círculo que recobre o topo dos dentes. d) Circunferência de pé: círculo que passa pela base dos dentes. e) Altura de cabeça: distância radial entre a circunferência primitiva e a circunferência de cabeça. f) Profundidade ou altura de pé: distância radial entre a circunferência primitiva e a circunferência de pé.

21 g) Vão ou folga: diferença entre a altura de pé de uma engrenagem e a altura da cabeça da outra. h) Face do dente: parte da superfície do dente que se encontra fora da superfície primitiva. i) Flanco do dente: parte da superfície do dente que se encontra dentro da superfície primitiva. j) Espessura do dente: espessura do dente medida na circunferência primitiva. É o comprimento de um arco e não co comprimento de uma linha reta. k) Espaço do dente: distância entre dentes medida na circunferência primitiva.

22 l) Passo frontal (p): comprimento de um dente e um espaço medido na circunferência primitiva (veja a figura).

23 m) Diametral pitch (P): é o número de dentes dividido pelo diâmetro primitivo. (A norma brasileira ABNT TB 81, indica o módulo frontal como sendo o quociente do diâmetro primitivo pelo número de dentes, expresso em milímetros: D m ). N p D N P N p. P D Sendo: p o passo frontal; P o diametral picth ; N o úmero de dentes e D o diâmetro primitivo.

24 n) Módulo frontal (m): inverso do diametral picth, diâmetro primitivo dividido pelo número de dentes.

25 o) Filete ou Arredondamento: pequeno raio que conecta o perfil do dente com a circunferência de pé. p) Pinhão: a menor engrenagem de qualquer para. A engrenagem maior é chamada apenas de engrenagem ou coroa. q) Relação de velocidade: relação dada pelo número de revoluções da engrenagem motora pelo número de revoluções da engrenagem movida, em uma unidade de tempo. r) Ponto primitivo: o ponto que tangencia as circunferências primitivas de um para de engrenagens (veja o ponto P da figura).

26 s) Tangente comum: a linha tangente da circunferência primitiva no ponto primitivo. t) Linha de ação: linha normal ao par de dentes no seu ponto de contato. u) Trajetória de contato: trajetória traçada pelo ponto de contato de um para de dentes. v) Ângulo de pressão α: ângulo entre a normal comum no ponto de contato dos dentes e a tangente comum à circunferência primitiva. É também o ângulo entre a linha de ação e a tangente comum. w) Circunferência base: circunferência imaginária usada na engrenagem evolvente para gerar a evolvente que forma o perfil dos dentes.

27 Alguns Dados Lista padrão do sistema de dentes para engrenagens de dentes retos (Shigley e Uicker, 2003). Sistema de Dente Ângulo de Pressão Altura de Cabeça Profundidade Profundidade Total 20 1 P ou 1 m 1, 25 P Profundidade Total 22,5 1 P ou 1 m 1, 25 P Profundidade Total 25 1 P ou 1 m 1, 25 P Ponta do Dente 20 0,8 ou 0,8 m P 1 P ou 1 m ou 1,25 m ou 1,25 m ou 1,25 m

28 Alguns Dados Lista dos valores mais usados para o diametral pitch : Pitch Expresso Pitch Fino 2 2,25 2, NOTE: que ao invés de usar a circunferência primitiva teórica como um índice do tamanho do dente, a circunferência base pode ser usada. O resultado é chamado de base primitiva, e está relacionada com a circunferência base pela equação: P p cos b

29 Condição para o Correto Engrenamento A figura a seguir mostra o engrenamento de duas engrenagens com contato nos pontos K 1 e K 2. P Pb P P b1 b2 p cos cos b P1 p cos cos P2 cos cos P P2