Tecnologia de Engrenagens

fProf. Marcos Gemaque

@h t ilmgemaque@hotmail.com

Módulo 1 TIPOS DE ENGRENAGENS LEI GERAL DO ENGRENAMENTO LEI GERAL DO ENGRENAMENTO PARÂMETROS GEOMÉTRICOS EVOLVENTES EVOLVENTES PROCESSOS DE FABRICAÇÃO

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Módulo 2

MEDIÇÃO DOS DESVIOS ISOLADOS MEDIÇÃO DOS DESVIOS DE CONJUNTO

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Tipos de engrenagensTipos de engrenagens

ENGRENAGENS CILÍNDRICAS

DENTES HELICOIDAIS

ENGRENAGENS CÔNICASDENTES RETOS

ENGRENAGENS HIPERBOLÓIDICAS

DENTES CURVOS

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Tipos de engrenagensp g g

Engrenagens cilíndricas

CARACTERÍSTICAS

Empregada em larga escala

DENTES RETOS

- Empregada em larga escala.

- Rendimento elevado - 98 a 99%.

- Ruidosas em altas velocidades.

- Transmitem ao eixo somente cargasTransmitem ao eixo somente cargasradiais.

CoroaCoroa

pinhão

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Tipos de engrenagensTipos de engrenagens

Específico

CREMALHEIRAS CARACTERÍSTICAS

- Se assemelha a engrenagenscilíndricas de raio infinito.

- Forma básica de ferramentas deusinagem.

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Cinemática do engrenamentoLei geral do engrenamento

),1(0111 PV )2(0222 PV CC 2211 0.0. Agrupando (1) e (2)

Lei geral do engrenamento

2

1

1

2

2

1

00.

PP

VV

212 0 P

11

00

AP

VV

APV 2211 00110 AVn

22

00

AP

VV

PA

AP

VV

2

22

11

1

2

1

00.

00

2221

00

00.

AA

PP

VV

220 AVn

1112 00 APV

1220

A CA 222 00

2110 A CA 111 009

Cinemática do engrenamentoLei geral do engrenamentoLei geral do engrenamento

Ângulo de pressãoÂngulo de pressão

F’

F

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Parâmetros geométricosPasso circular (p)

Dedendo

(p)

Ângulo de pressão

Largura do dente

Adendo Fillet

MÓDULO

m=d/z=p/F’

Altura

Altura de trabalhoF

total

Espessura do dente na corda da circunferência

primitiva

Diâmetro primitivo

Folga na raiz p

Adendo

Diâmetro de base Diâmetro

externo

Adendo

Adendo

Espessura do dente na

circunferência

13Flecha

da cordaprimitiva

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P'Evolventes

P

Db

15

P'Evolventes

P

Db

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EVOLVENTESEVOLVENTES

O O O, Ângulos de pressão padrão: 14 1 2 20 e 25

Circunferência base

,g p p

Circunferência primitiva

Circunferência base

Linha primitiva

Ângulo depressão,

Circunferência primitiva

Linha de centroCircunferência base

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Evolventes

PROPRIEDADES

- O raio da evolvente no ponto c éigual ao segmento da geratriz CP'.

- A tangente à evolvente é normal àgeratriz correspondente.

- O Arco CP é igual ao segmento CP'C

O Arco CP é igual ao segmento CP .

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Evolventes

CARACTERÍSTICAS

- Usinagem com ferramentasUsinagem com ferramentasmais simples.

- 1/2 = cte, mesmo variandoâas distâncias entre os centros

das engrenagens.

- A direção da força entre os- A direção da força entre osdentes permanece invariável.

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MÉTODOS DE FABRICAÇÃO

Fresa caracol Fundição

GeraçãoCom ferramenta de forma

Fresa módulo

Sem retirada de cavaco

Cremalheira de corte

Engrenagem de corte

BrochamentoPor gravidade

Engrenagem de corte

Forjamento

Sob pressão

Extrusão e Trefilação

Laminação

Forjamento em matriz

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MÉTODOS DE FABRICAÇÃO

Com ferramenta de forma Geração Sem retirada de cavaco

MÉTODOS DE FABRICAÇÃO

Fresa módulo

Com ferramenta de forma Geração Sem retirada de cavaco

Brochamento

CARACTERÍSTICASCARACTERÍSTICAS- Jogo de fresa. Um para

cada módulo.Tempo de usinagem- Tempo de usinagem

elevado. Poucas peças.- Engrenagens de baixa

qualidade e baixaqvelocidade periférica.

FRESADORA UNIVERSAL22

MÉTODOS DE FABRICAÇÃO

Geração Sem retirada de cavacoCom ferramenta de forma

Forjamento

Extrusão e Trefilação

Laminação

Forjamento em matriz

ç

CARACTERÍSTICASCARACTERÍSTICAS- Mínimo de perda de material.- Custo justificado pela produção.- Conformação após aquecimento: grandes deformações,ç p q g ç ,

menores esforços e boa qualidade metrológicadimensional.- Conformação sem aquecimento: contrário do anterior,

exceto pela ótima qualidade metrológica dimensionalexceto pela ótima qualidade metrológica dimensional.- Atrito elevado. 23

Módulo 2

MEDIÇÃO DOS DESVIOS ISOLADOS MEDIÇÃO DOS DESVIOS DE CONJUNTO

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Módulo 2

MEDIÇÃO DOS DESVIOS ISOLADOS MEDIÇÃO DOS DESVIOS DE CONJUNTO

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Medição dos desvios isolados

Desvio na f d Desvio na

Desvio na direção

dos dentesforma do

Dente(Perfil)

Desvio na distribuiçãodos passos(Divisão)

(Flanco)

( )

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Principais causas dos erros isolados

F d f it d fil d f t d

p

Forma defeituosa do perfil da ferramenta deconformação ou de usinagem; Não concordância entre o eixo da engrenagem e o eixo Não concordância entre o eixo da engrenagem e o eixodo mandril. Deformações oriundas do processo de tratamento Deformações oriundas do processo de tratamentotérmico; Deficiente lubrificação durante o processo de usinagem;Deficiente lubrificação durante o processo de usinagem; Excesso de vibração da máquina de usinagem; e Uso de ferramentas com o gume de corte gasto ou Uso de ferramentas com o gume de corte gasto oudanificado.

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DESVIOS DE PASSO

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Desvios de passo• A menos que especificado em contrário, o setor sobre o qual se avalia Fpk não deve ser maior que 1/8 da maior que 1/8 da circunferência de referência.

• 2 ≤ k ≤ z/8Desvio de passo simples

Desvio de passo acumulado

Fp : Desvio de passo total.

Amplitude máxima de Fpk

ISO 1328 1

p

medido sobre toda

circunferência de referência.

ISO 1328-1

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Desvios de passoInstrumentos de medição

INSTRUMENTO DEDICADO À MEDIÇÃO DE PASSO DE BASEINSTRUMENTO DEDICADO À MEDIÇÃO DE PASSO DE BASE

MÁQUINA DE MEDIR POR COORDENADAS

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Instrumento dedicado à medição do passo de base

Funcionamento perfeito implicaFuncionamento perfeito implicaem flancos dos dentesequidistantemente distribuídos aolongo da circunferência de baselongo da circunferência de base.Uma distribuição desigualocasionará uma variação da relaçãode transmissão do par deengrenagem.Como conseqüência ocorreráqesforços anormais e irregularidadesnos deslocamentos das partesmóveismóveis.

31

Verificação do passoM i d M di C d dMaquina de Medir por Coordenadas

Resolução0,5 m

Incerteza de Medição(1,7 + L(mm)/230) m

DEA Mistral

32

MICROMETRO (m)

33

Maquina de Medir por CoordenadasMaquina de Medir por CoordenadasResolução0,05 µm

LEITZ REFERENCE

Incerteza de Medição(0,6 + L(mm)/600) m

34

Desvios de passoõ

Diagrama de desvio de passo simplesValores das medições

Diagrama de desvios de passo acumulado e total

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DESVIOS DE PASSO

Diagrama de desvio de passo simples

3

z

4923

351

z

fptA partir do diagrama de fpt

5

432

1-5

113

17

6

5 5

36

DESVIOS DE PASSODESVIOS DE PASSO

Diagrama de desvios de passo acumulado e total

Fp3

K=3

1335

44

ORIGE

A partir do diagrama de Fpk

48EM

Fpk=35

p

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Desvio na espessura do denteInstrumentos de medição

MICRÔMETRO DE DISCOMICRÔMETRO DE DISCO

CALIBRE DE CURSOR DUPLO

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Micrômetro de disco

Medida da corda abrangendo vários dentes da engrenagemcilíndrica. Medidas executadas nas proximidades da circunferência primitiva. Número de vãos é uma função do ângulo de pressão e do númerode dentesde dentes. Leitura similar ao micrômetro convencional. Notável amplitude da medida.

39

Notável amplitude da medida.

Calibre de cursor duplo

Medição da espessura dedentes retos e helicoidais bemC1 dentes retos e helicoidais bemcomo pinhões cônicos. Mede-se a corda daespessura do dente a partir dop ptopo. Medição da espessura dodente sobre uma superfíciecilíndrica de raio r qualquer eem particular sobre ocircunferência primitiva. O cursor C1 deverá ser O cursor C1 deverá serfixado num valorcorrespondente ao módulo daengrenagem para que a

C2g g p q

medição da corda sejarealizada no diâmetro primitivo.

C2

40

DESVIOS DE PERFIL

41

Desvios de perfil

É a discrepância que existeentre o perfil real nos flancos dosd t d l t

Um desvio de perfil do denteprovoca efeitos em todos osdentes e a curva da evolvente

traçada com um círculo de baseteórico, concêntrico com a

p o o a o odo ooutros desvios. Daí suaimportância e a freqüênciade sua verificaçãoengrenagem. de sua verificação.

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DESVIOS DE PERFIL

Os defeitos de forma dos dentes podem consistir:

Frequentemente, deve-se somente as discrepâncias da envolvente purapodem consistir:

• Em uma curva irregular que se afasta da envolvente pura.

Ci f ê i d b

discrepâncias da envolvente pura. Na prática, de um modo geral, coexistem ambos os defeitos.

• Circunferência de base descentralizada. 43

Desvios de perfilInstrumentos de medição

MÁQUINA DE MEDIR POR COORDENADAS

PROJETOR DE PERFIL

INSTRUMENTO DE REPRODUÇÃO DE EVOLVENTE

INSTRUMENTAÇÃO DEDICADAINSTRUMENTAÇÃO DEDICADA

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Máquina de medir por coordenadasMáquina de medir por coordenadas

45

PROJETOR DE PERFIL

Simples.

Qualquer perfil.

Comparação da imagemprojetada com a forma exatadesenhada em escaladesenhada em escalaproporcional.

Incerteza grande.Incerteza grande.

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Instrumento de reprodução de evolventep ç

LIMITAÇÃO Necessidade de fabricação do disco 2 para cada

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ç pdiâmetro de base.

Instrumentação dedicadaç

Tarefa específica de medição deengrenagem.g gPossuem níveis de incerteza menorespara este tipo de medição que asmáquinas de medir por coordenadas nãod di ddedicadas.

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DESVIOS DE FLANCO

49

Desvios de flanco

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Desvios de flanco

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Módulo 2

MEDIÇÃO DOS DESVIOS ISOLADOS MEDIÇÃO DOS DESVIOS DE CONJUNTO

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Medição dos desvios de conjuntoç j

Medição dos desviosde posição dos flancosdos dentes.

Características Rapidez.Rapidez. Indicado no recebimentode engrenagens fabricadasem sérieem série. Várias característicassuperpostas.

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Desvio composto tangecial

CaracterísticasMaster Gear

Engrenagem

p g

Características Devido a falha de fabricação,

ocorre defasagem angular.

Gear em inspeçãoZ1 Z2 2

g g

Mais recomendado, tendo apreferência na indústria.i

1

2

2

1

b1

b2

zz

rr

Se os perfis e/ou flancos sãoextensivamente modificados,ocorre interferência neste

2

ocorre interferência nesteparâmetro.

2z

,

121 .

z

2

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DESVIO COMPOSTO RADIAL

Características São medidas as

i d di â iMaster Gear

Engrenagem em inspeção

variações da distânciasentre eixos.

Simples construçãoSimples construção.

Fácil operação.

Testes rápidos Testes rápidos.

Mais robusta.

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