Engrenagens

As rodas dentadas das engrenagens, têm certos elementos característicos, uns comuns

e outros particulares, cujo conhecimento permite o seu cálculo e construção.

Características comuns mais importantes

• Circunferência exterior ou da cabeça do dente, é a circunferência que limita exteriormente os dentes.

• Circunferência interior , é a circunferência que limita interiormente os dentes.

• Circunferência primitiva, é um valor teórico. Corresponde a dois cilindros sem dentes que trabalhando por fricção, estabeleceriam entre os eixos uma relacção de transmissão igual à que estabelecem as respectivas engrenagens.

• As circunferências primitivas, num par de rodas são tangentes e têm a mesma velocidade linear.

Dentes

• A forma dos dentes é limitada pelas circunferências da cabeça e do pé.

• Os dentes são distribuídos ao longo da circunferência primitiva.

• Os dentes das rodas das engrenagens na construção mecânica são construídos com formas e dimensões normalizadas.

• O passo do dente é a designação que se dá à distância de dente a dente medida sobre o arco da circunferência primitiva..

DentesDados característicos

• Por passo designa-se a distância de dente a dente medida sobre o arco da circunferência primitiva.

• O passo é composto pela espessura do dente e pela separação ou intervalo entre dentes.

• O passo é sempre um múltiplo de π.• O número pelo qual se multiplica o valor de π é o módulo (m). Por

meio de normalização foi limitado o número infinito de possíveis módulos.

• O módulo é um número concreto e indica-se em mm.

Designação dos dados característicos numa roda

cilíndrica.

• do diâmetro da circunferência primitiva• dk) diâmetro exterior• dt) diâmetro da circunferência interior• h) altura do dente• hk) altura da cabeça do dente• hf) altura do pé do dente• t) passo• s) espessura do dente• l) espaço ou intervalo entre dentes• b) largura do dente

Módulo

• Calcular o passo em mm para o módulo 2

• Solução t = m.π = 2.3,14 = 6,28 mm

• Escolhendo o passo como múltiplo de π, obtém-se para o diâmetro da circunferência primitiva números simples. Perímetro da circunferência = passo . Número de dentes

Módulo

Módulo é um número exacto que multiplicado por π (3.1416) dá o valor do passo da roda ou carreto.

De outro modo, também se pode dizer que o módulo é a relação entre o passo e o número π.

O módulo deve ser, portanto, considerado como uma relação (o número de vezes que o número π está contido no passo) e nunca como uma medida.

É baseado neste número, que se dimensiona toda a engrenagem.

Os módulos normais encontram-se normalizados.

EXEMPLO DE CÁLCULO

• Calcular o passo em mm para o módulo 2• T= m.π =2x 3.14 = 6.28mm• Escolhendo o passo como múltiplo de π, obtém-se para

o diâmetro da circunferência primitiva números simples.• Perímetro da circunferência primitiva = passo x número

de dentes. U = t . z ou então U = m . π . Z• Diâmetro da circunferência primitiva = perímetro de

circunferência primitiva /π --- do = U/π• Ou ainda sendo U = m.π.z--- do = m.z.π/π• Diâmetro da circunferência primitiva = módulo . Número

de dentes.

Valores normais

• São valores normais os seguintes• Altura do dente h= 13/6 .m = 2,166. m =0.7t• Altura da cabeça do dente = 6/6 m = 1m =0.3t• Pé do dente = 7/6m = 1,166m = 0.4t• Diâmetro exterior = diâmetro primitivo + 2 vezes

a cabeça do dente.• Diâmetro interior = diâmetro primitivo – 2 vezes

o pé do dente• Distância entre os centros de duas rodas = do1

+ do2 / 2

Cálculo de roda dentada

• Calcular para uma roda dentada de módulo 2 e 30 dentes, as seguintes dimensões: Diâmetro da circunferência primitiva, cabeça do dente, pé do dente, altura do dente e diâmetro exterior.

• Solução:Diâmetro da circunferência primitiva do= m.z = 2. 30 = 60mm

• Cabeça do dente hk = 1m = 1 . 2 = 2mm• Pé do dente hf = 1,66.m = 1,66 . 2 = 2,332mm• Altura dos dentes h = 2,166 . m = 2,166 . 2 = 4,332mm• Diâmetro exterior dk = m (z+2) = 2(30+2) = 64mm• Como se verifica é através do número de dentes e do

módulo que são determinadas as dimensões mais importantes de uma roda cilíndrica de dentes rectos.

Cassificação das engrenagens

• Pela forma do seu corpo

• - Cilindricas

• -Cónicas• -Prismáticas (cremalheiras)

• -Outros (de perfil elíptico, quadrado, etc.) são construídos excepcionalmente e não incluídos na generalidadedas engrenagens.

Classificação das engrenagens

• Pela forma dos seus dentes• Paralelos• Rectos Convergentes• Helicoidais• Curvos Espirais • Outras formas *• * Existe uma grande variedade de curvas

especiais sobre corpos cónicos.

Curvas especiais sobre corpos cónicos

Materiais para rodas dentadas

• Para engrenagens de alta velocidade e potência – Aços de liga, com crómio, níquel ou molibdénio; fundições com aditivo.

• Engrenagens expostas a oxidação – Bronzes e outros metais inóxidáveis.

• Para engrenagens que transmitem pouca potência ou devam ser silenciosos – Alumínio, latão, fibras prensadas e sintéticos.

• Para engrenagens de máquinas comuns – Ferro fundido cinzento e com aditivos; aço ao carbono.

Material para rodas dentadas

• As rodas dentadas de material prensado têm um funcionamento silencioso, são de peso reduzido e resistentes à água e ao óleo. Toda a roda de material trabalha em conjunto com uma roda dentada metálica. As rodas dentadas de material prensado não são adequadas para trabalhar como rodas de mecanismos de avanço, porque ao embraiar quebrar-se-iam os dentes. Os materiais empregues são a tela dura feita com resina artificial e a madeira prensada feita com resina artificial.

Materiais para rodas dentadas

• As telas de resina sintética, por exemplo, «Novotext» e «Resistext», constam de tiras planas de tecido, obtidas a partir de resinas artificiais a baixa temperatura e pressão.

• A madeira prensada com resina artificial, por exemplo «Lignofol-Z», consta de madeira em camadas, prensadas com resinas sintéticas a alta temperatura.

Fabricação de corpos de rodas para serem dentados

Os corpos para pequenas rodas dentadas de aço são serrados de material em varões de aço ou forjados prèviamente desse mesmo material, soldando-se frequentemente os cubos correspondentes.

f) Serragemg) Por forjamentoC e d ) Cubos soldados ao corpo da roda.

Fabricação de corpos de rodas para serem dentados

• Os corpos de grandes rodas são preparados por meio de fundição (aço vazado, ferro fundido) ou por soldadura. Os corpos de rodas muito grandes soldadas consistem da coroa, jante ou rasto, do cubo e do disco do centro da roda com e sem nervuras. Como material emprega-se normalmente o aço. As rodas soldadas são mais leves do que as fundidas, de maneira que se poupa material com estas rodas.

Rodas dentadas de material prensado

• Em rodas de material prensado deve ter-se em atenção a correcta direcção das camadas do material. Com frequência é metido à pressão para servir de cubo um casquilho de aço.

Execução do sistema de dentes

• O sistema de dentes é executado a maioria das vezes por meio de levantamento de apara. Neste processo são formados os dentes vazando os intervalos compreendidos entre os mesmos. Os métodos de trabalho mais correntes são a fresagem, o escatelamento ou então o aplainamento e o esmerilamento.

• Em casos especiais também se executam sistemas de dentes sem arranque de apara. Por exemplo, quando se constróiem rodas dentadas por fundição ou por estampagem ou por pulverometalurgia.

Fresagem de dentes• Na fresagem dos dentes podem aplicar-se os processos de prato

divisor ou o continuo.• Processo de prato divisor – neste processo como ferramenta

empregam-se fresas para abertura de dentes que devem ter a forma do intervalo entre dentes.

• Ao aumentar o número de dentes altera-se, para o mesmo passo, a forma do intervalo entre dentes. Para ser possível maquinar rodas dos mais diferentes números de dentes, é necessário possuir para módulo um jogo completo de fresas. Existem jogos de 8 ou 15 fresas.

• Na fresa para a abertura de dentes são indicados os seguintes dados: Módulo, nº da fresa e para que número de dentes é adequada, passo em mm e altura do dente = profundidade de fresagem em mm.

Fresagem de dentes

• Na fresadora depois de fresar um intervalo entre dentes, faz-se avançar o corpo da roda com o auxilio do prato divisor na medida do passo e fresa-se o intervalo seguinte. Segue-se este processo até terminar todos os dentes. A fresagem pelo processo do prato divisor é predominantemente aplicada na fabricação de peça por peça.

Fresagem de roda cilíndrica de dentes rectos pelo processo de

prato divisor

• Fresar uma roda com 25 dentes, com fresa módulo 2.5 • Regulação do prato divisor. n = Z/T ou seja n = 40/25

=1+15/25 ou 1+3/5 como não temos nenhum disco cno prato divisor com 5 furos vamos multiplicar a fracção por 4 o que nos dá 1+12/20.

• Após a fresagem de um intervalo de um dente, dá-se uma volta completa à manivela e mais 12 furos no circulo de 20 furos.

Maquinagem de dentes

Fresagem de rodas cilíndricas dentadas pelo sistema evolvente

Fresagem de rodas cilíndricas dentadas pelo sistema evolvente

• No processo de fresagem contínuo dá-se a configuração aos dentes da roda por rolamento do corpo da roda sobre uma fresa mãe de forma helicoidal. O perfil do dente da fresa sem-fim não corresponde, como na fresa perfilada para abertura de dentes, ao intervalo que fica entre dentes, mas sim à forma trapezoidal, anàlogamente como o perfil dos dentes de uma cremalheira.

• A fresagem pelo processo contínuo realiza-se geralmente em máquinas especiais para a fresagem de engrenagens.

Fresagem de rodas cilíndricas dentadas pelo sistema evolvente