Apostila engrenagens

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CURSO TCNICO DE AUTOMOBILSTICA

ENGRENAGENS(COMPLEMENTO DO SISTEMA DE TRANSMISSO)

20031

2003. SENAI-SPEngrenagens - complemento do Sistema de Transmisso Material didtico extrado dos mdulos Elemento de mquina e Manuteno mecnica telecurso profissionalizante 2000. Trabalho elaborado pela Diviso de Recursos Didticos da Diretoria de Educao do Departamento Regional do SENAI-SP.

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SUMRIO

ENGRENAGENS Tipos de engrenagem Cremalheira

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CLCULO DE RPM O problema RPM Clculo de rpm de engrenagem

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REFERNCIA BIBLIOGRFICA

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ENGRENAGENS

Engrenagens so rodas com dentes padronizados que servem para transmitir movimento e fora entre dois eixos. Muitas vezes, as engrenagens so usadas para variar o nmero de rotaes e o sentido da rotao de um eixo para o outro.

Observe as partes de uma engrenagem:

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Existem diferentes tipos de corpos de engrenagem. Para voc conhecer alguns desses tipos, observe as ilustraes.

Corpo em forma de disco com furo central

Corpo em forma de disco com cubo e furo central

Corpo com 4 furos, cubo e furo central

Corpo com braos cubo e furo central

Os dentes so um dos elementos mais importantes das engrenagens. Observe, no detalhe, as partes principais do dente de engrenagem.

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Para produzir o movimento de rotao as rodas devem estar engrenadas. As rodas se engrenam quando os dentes de uma engrenagem se encaixam nos vos dos dentes da outra engrenagem.

As engrenagens trabalham em conjunto. As engrenagens de um mesmo conjunto podem ter tamanhos diferentes, ou iguais, dependendo do efeito desejado.

Os materiais mais usados na fabricao de engrenagens so: ao-liga fundido, ferro fundido, cromo-nquel, bronze fosforoso, alumnio, nilon.

TIPOS DE ENGRENAGEMExistem vrios tipos de engrenagem, que so escolhidos de acordo com sua funo. Vamos estudar os tipos mais comuns.

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ENGRENAGENS CILNDRICASEngrenagens cilndricas tm a forma de cilindro e podem ter dentes retos ou helicoidais (inclinados). Observe duas engrenagens cilndricas com dentes retos:

Veja a representao de uma engrenagem com dentes helicoidais:

Os dentes helicoidais so paralelos entre si mas oblquos em relao ao eixo da engrenagem.

J os dentes retos so paralelos entre si e paralelos ao eixo da engrenagem.

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As engrenagens cilndricas servem para transmitir rotao entre eixos paralelos, como mostram os exemplos.

As engrenagens cilndricas com dentes helicoidais transmitem tambm rotao entre eixos reversos (no paralelos). Elas funcionam mais suavemente que as engrenagens cilndricas com dentes retos e, por isso, o rudo menor.

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ENGRENAGENS CNICASEngrenagens cnicas so aquelas que tm forma de tronco de cone. As engrenagens cnicas podem ter dentes retos ou helicoidais.

Engrenagem cnica de dentes retos

As engrenagens cnicas transmitem rotao entre eixos concorrentes. Eixos concorrentes so aqueles que vo se encontrar em um mesmo ponto, quando prolongados.

Observe no desenho como os eixos das duas engrenagens se encontram no ponto A.

Observe alguns exemplos de emprego de engrenagens cnicas com dentes retos.

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ENGRENAGENS HELICOIDAISNas engrenagens helicoidais, os dentes so oblquos em relao ao eixo.

Entre as engrenagens helicoidais, a engrenagem para rosca sem-fim merece ateno especial. Essa engrenagem usada quando se deseja uma reduo de velocidade na transmisso do movimento.

Repare que os dentes da engrenagem helicoidal para rosca sem-fim so cncavos.

Cncavos porque so dentes curvos, ou seja, menos elevados no meio do que nas bordas.

No engrenamento da rosca sem-fim com a engrenagem helicoidal, o parafuso semfim o pinho e a engrenagem a coroa.

Veja um exemplo do emprego de coroa para rosca sem-fim.

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Repare que no engrenamento por coroa e rosca sem-fim, a transmisso de movimento e fora se d entre eixos no coplanares.

CREMALHEIRACremalheira uma barra provida de dentes, destinada a engrenar uma roda dentada. Com esse sistema, pode-se transformar movimento de rotao em movimento retilneo e vice-versa.

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CLCULO DE RPM

O PROBLEMAOs conjuntos formados por engrenagens so responsveis pela transmisso de velocidade.

Assim, podemos ter um motor que gire a 600 rotaes por minuto (rpm) movimentando uma mquina que necessita de apenas 60 rotaes por minuto.

Isso possvel graas aos diversos tipos de combinaes de engrenagens, que modificam a relao de transmisso de velocidade entre o motor e as outras partes da mquina.

RPMA velocidade dos motores dada em rpm. Esta sigla quer dizer rotao por minuto. Como o nome j diz, a rpm o nmero de voltas completas que um eixo, ou uma polia, ou uma engrenagem d em um minuto.

DICA O termo correto para indicar a grandeza medida em rpm freqncia. Todavia, como a palavra velocidade comumente empregada pelos profissionais da rea de Mecnica, essa a palavra que empregaremos nesta aula.

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A velocidade fornecida por um conjunto transmissor depende da relao entre os dentes da engrenagem. Engrenagens com nmero de dentes iguais transmitem a mesma velocidade (mesma rpm) fornecida pelo motor.

Engrenagens com nmeros diferentes de dentes apresentam mais ou menos rpm, dependendo da relao entre o menor ou o maior nmero de dentes das engrenagens motora e movida.

Essa relao pode ser expressa matematicamente:

n1 Z 2 = n 2 Z1

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Nessa relao, n1 e n2 so as rpm das engrenagens motora e movida, respectivamente. Z2 e Z1 so o nmero de dentes das engrenagens movida e motora, respectivamente.

CLCULO DE RPM DE ENGRENAGEMComo j dissemos, a transmisso de movimentos pode ser feita por engrenagens.

Quando se quer calcular a rpm de engrenagens, a frmula utilizada a seguinte:

n1 Z 2 = n 2 Z1

Em que n1 e n2 so, respectivamente, a rpm da engrenagem motora e da engrenagem movida e Z2 e Z1 representam, respectivamente, a quantidade de dentes das engrenagens movida e motora.

Vamos supor que voc precise descobrir a velocidade final de uma mquina, cujo sistema de reduo de velocidade tenha duas engrenagens: a primeira (motora) tem 20 dentes e gira a 200 rpm e a segunda (movida) tem 40 dentes.

n1 = 200 n2 = ? Z2 = 40 Z1 = 20 n2 = n2 = n2 =n1 x Z 1 Z2

200 x 20 404000 40

n2 = 100 rpm

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Se voc tiver um conjunto com vrias engrenagens, a frmula a ser usada ser a mesma.

Como exemplo, vamos calcular a rpm da engrenagem D da figura ao lado.

PRIMEIRO ESTGIO:n1 = 300 n2 = ? Z2 = 60 Z1 = 30 n2 = n2 =300 x 30 60

9000 60

n2 = 150 rpm Vamos calcular o nmero de dentes da engrenagem B da figura acima. n1 = 300 n2 = 150 Z2 = ? Z1 = 30 Z2 = Z2 =300 x 30 1509000 150

Z2 = 60 dentes

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EXERCCIOSeguindo o modelo do exemplo, faa o clculo do segundo estgio.

SEGUNDO ESTGIO:n1 = 150 n2 = ? Z2 = 90 Z1 = 30 Uma engrenagem motora tem 20 dentes e a outra, 30. Qual a rpm da engrenagem maior, se a menor gira a 150 rpm?

Qual o nmero de dentes necessrios engrenagem A (motora) para que A e B girem respectivamente a 100 e 300 rpm?

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Na figura abaixo, qual a rpm da engrenagem B, sabendo que a engrenagem A gira a 400 rpm? Observe que as engrenagens intermedirias T1 e T2 tm a funo de ligar duas engrenagens que esto distantes uma da outra e no tm influncia no clculo.

Calcular a rpm da engrenagem B, sabendo que A motora e gira a 260 rpm.

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REFERNCIA BIBLIOGRFICA

FIESP/CIESP/SESI/SENAI. Fundao Roberto Marinho. Telecurso 2000 Mecnica: Elementos de mquinas I. Por Joel Ferreira e Nvia Gordo. Editora Globo: So Paulo, 1995.

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