ENGRENAGENS HELICOIDAIS

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2 – Engrenagens Cilíndricas de Dentes Helicoidais

3 – Engrenagens Cônicas de Dentes Retos

Neste trabalho falaremos sobre as engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais, suas características, cálculos e empregabilidade.

3 – ENGRENAGENS CILÍNDRICAS DE DENTES HELICOIDAIS

São engrenagens constituídas de duas rodas cilíndricas e podem ser paralelas ou oblíquas em relação à posição dos eixos. Mais precisamente se dizem paralelas as engrenagens cujos eixos são paralelos, enquanto se definem oblíquas as cujos eixos não se situam no mesmo plano.

Seus dentes 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. Este engate gradual faz as engrenagens helicoidais operarem muito mais suave e silenciosamente que as engrenagens de dentes retos. Por isso, as engrenagens helicoidais são usadas na maioria das transmissões de carros.

Devido ao ângulo dos dentes de engrenagens helicoidais, elas criam um esforço sobre a engrenagem quando se unem. Equipamentos que usam esse tipo de engrenagem têm rolamentos capazes de suportar esse esforço.

Algo interessante sobre as engrenagens helicoidais é que se os ângulos dos dentes estiverem corretos, eles podem ser montados em eixos perpendiculares, ajustando o ângulo de rotação em 90º.

3.1 – Características Geométricas

As rodas de uma engrenagem helicoidal apresentam hélices como diretrizes dos flancos. A hélice primitiva é a diretriz do flanco dos dentes de uma engrenagem helicoidal, e seu ângulo é chamado de ângulo de hélice (β). Este ângulo é o formado entre a hélice primitiva e uma geratriz do cilindro primitivo.

[pic 12]

d0 = diâmetro primitivo S = avanço do dente

dk = diâmetro externo β = ângulo de hélice

dg = diâmetro da base tso = passo frontal

df = diâmetro interno tno = passo normal

3.1.2 – Características de funcionamento

- Ângulo de hélice é o mesmo em cada engrenagem;

- Uma engrenagem deve ter uma hélice destra (mão direita) e a outra sestra (mão esquerda);

- A forma do dente é a de uma evolvente helicoidal;

- Se um pedaço de papel, cortado na forma de um paralelogramo, é enrolado ao redor do cilindro, a extremidade angular do papel torna-se uma hélice

- O contato inicial dos dentes das engrenagens helicoidais é um ponto que se estende até formar uma reta, à medida que os dentes engrenam;

- Em engrenagens cilíndricas de dentes retos, a linha de contato é paralela ao eixo de rotação; •Em engrenagens helicoidais, é uma diagonal cruzando a face do dente.

- Esse engrenamento gradual confere às engrenagens helicoidais a habilidade de transmitir cargas a altas velocidades.

- Da mesma forma que no caso de dentes de engrenagens de dentes retos, dentes de engrenagens helicoidais podem apresentar interferência;

4 – DIMENSIONAMENTO (CÁLCULOS)

De acordo com a norma DIN 862-867, para o dimensionamento de engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais, temos que seguia o formulário abaixo:

[pic 13]

[pic 14]

4.1 - Cálculo

Dimensionar o par de engrenagens cilíndricas helicoidais (ECDH), para que possa atuar com segurança na transmissão representada conforme segue

O acionamento será por meio de motor elétrico com potência

P = 14,7 kW (20CV) e rotação n = 1140 rpm

(ω = 38 rad/s)

O material a ser utilizado é o SAE 8640. A dureza especificada é de 58 URC. A duração prevista para 10000h de funcionamento, com atuação em eixo de transmissão e acionamento máximo de 10h/dia.

Fator de serviço e = 1/φ

[pic 15]

Considere:

[pic 16]

[pic 17]

Z1 = 29 dentes (pinhão)

Z2 = 89 dentes (coroa)

Βo = 20° (ângulo de hélice)

αno = 20° (ângulo de pressão)

Desprezar as perdas na transmissão

Dimensionamento:

[pic 18]

[pic 19]

[pic 20]

[pic 21]

[pic 22]

[pic 23]

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[pic 25]

[pic 26]

5 – FABRICAÇÃO

Os processos para fabricação de engrenagens são divididos em três grupos:

1 – Usinagem

2 – Fundição

3 – Sem retirada de cavaco

5.2 – Usinagem

O processo de obtenção de engrenagens por meio da usinagem é dividido em dois grupos: