Elementos de transmissao

Elementos de transmissao

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3.7 Alinhamento das Transmissões

Ao montar as rodas dentadas, devem-se tomar os seguintes cuidados:1- Fixar as rodas dentadas da melhor maneira possível, utilizando chaveta, parafusos de fixação, etc.2- Evitar o uso de rodas dentadas empenadas.3- Ajustar o desvio do nivelamento do eixo para menos de +1/300. (OBS: Padrão de referencia aplicável a correntes de rolo. Para outras correntes contate-nos.)

4- Ajustar o desvio do paralelismo entre o eixo motriz e o movido para menos de

5- Ajustar o desvio do alinhamento conforme a tabela abaixo:

Distância centro a centro dos eixos

Tolerância (mm)

Até 1 metro

+ 1

1 metro ~ 10 metros

± C (mm)/1000

Acima de 10 metros

+ 10

3.8 Disposição do Acionamento 

Na transmissão por corrente de rolo pode-se voluntariamente determinar as disposições dos eixos, porém se possível deve-se evitar as transmissões em posição vertical. As figuras abaixo mostram os exemplos favoráveis e desfavoráveis.

Disposições Favoráveis

Disposições Desfavoráveis

3.9 Modo de Ajustar a Folga da Corrente

Para se obter uma melhor duração da corrente é necessário dar uma moderada folga. Ao remover o alongamento primário, após 50 horas da primeira operação aproximadamente, deve-se efetuar a regulagem da mesma, sendo indispensável a revisão periódica conforme a circunstância do funcionamento da transmissão. Normalmente a porcentagem aproximada de folga entre S e I (conforme figura abaixo) é de 2% em acionamentos horizontais e 1% nos verticais.

A regulagem pode ser efetuada através dos seguintes métodos:a- Aumentando a distância entre os centros dos eixos;b- Usando um esticador próximo ao pinhão;c- Alterando o comprimento da corrente.

3.10 Determinação de Desgaste

  1. Coloca-se a corrente em uma mesa plana, fixando uma das partes e tracionando a outra extremidade com uma carga correspondente a 1% da carga mínima de ruptura conforme a norma ANSI.2- Mede-se o comprimento interno (L1) e o comprimento externo (L2), entre os rolos de um número pré-determinado de passos, conforme ilustrado abaixo e calcula-se a dimensão L para análise:L=(L1+L2)/2

3- Calcula-se a porcentagem do alongamento da corrente conforme fórmula abaixo:

Nota:a- Como regra geral, a corrente deverá ser trocada quando a porcentagem de desgaste alcançar 2%.b- O número (N) pré-determinado de passos (P) deve ser de 6 a 10 passos para minimizar o erro de leitura.

Comprimento da Corrente

Pode-se obter pela seguinte fórmula:

LP = Comprimento Total em número de elos.N1 = Número de dentes da roda dentada menor.N2 = Número de dentes da roda dentada maior.CP = Distância entre centros em número de elos.

Informações Básicas para a Seleção:

A - Potência a transmitir (kw)B - Velocidade dos eixos (rpm)C - Características do acionamento, isto é, grau de impulsividade conforme tabela abaixo.

Grau de Impulsividade

Nota:Para se obter uma transmissão mais suave, silenciosa e que torne o conjunto de acionamento mais compacto recomenda-se o uso de corrente com passo menor, e de formação simples.Caso a corrente com formação simples não satisfaça as exigências impostas pela falta de capacidade de transmissão ou limitação de espaço, deve-se utilizar as correntes com formações múltiplas, porém seu rendimento efetivo será reduzido conforme indicação da tabela abaixo.

3.11 Gráfico de Seleção

As potências no gráfico de seleção são baseadas em carga constante, comprimento da corrente de aproximadamente 100 passos, prevendo vida aproximada de 15.000 horas com manutenção e lubrificação correta.As correntes com formações múltiplas já estão com o fator de redução do rendimento.

EXEMPLO:

A- 10 KW de potência

B- 100 RPM na roda dentada menor

C- Equipamento com carga constante acionado por motor elétrico, portanto conforme a tabela grau de impulsividade = 1,0

potência corrigida = grau de impulsividade x potência

10 X 1,0 = (10 kw)

O ponto de cruzamento da linha horizontal (100 rpm) com a linha vertical (10 KW), é um pouco superior a uma roda dentada de 21 dentes, com uma corrente DID 100.Portanto deve-se optar por uma corrente DID 100 com uma roda dentada de 23 dentes.

  1. Engrenagens Cilíndricas de Dentes Retos

4.1 Introdução

Engrenagens são elementos rígidos utilizados na transmissão de movimentos rotativos entre eixos. Consistem basicamente de dois cilindros nos quais são fabricados dentes. A transmissão se dá através do contato entre os dentes. Como são elementos rígidos, a transmissão deve atender a algumas características especiais, sendo que a principal é que não haja qualquer diferença de velocidades entre pontos em contato quando da transmissão do movimento. Eventuais diferenças fariam com que houvesse perda do contato ou o travamento, quando um dente da engrenagem motora tenta transmitir velocidade além da que outro dente da mesma engrenagem em contato transmite.

A figura mostra o tipo mais comum de engrenagem, chamada de engrenagem cilíndrica de dentes retos, em inglês “spur gear”. O termo engrenagem, embora possa ser empregado para designar apenas um dos elementos, normalmente é empregado para designar a transmissão. Uma transmissão por engrenagens é composta de dois elementos ou mais. Quando duas engrenagens estão em contato, chamamos de pinhão a menor delas e de coroa a maior. A denominação não tem relação com o fato de que um elemento é o motor e outro é o movido, mas somente com as dimensões.

A figura mostra uma transmissão por engrenagens cilíndricas de dentes retos. Trata-se apenas de um arranjo demonstrativo, mas serve para mostrar a forma como os dentes entram em contato. Quando as manivelas ao fundo giram, o elemento da direita transmite potência para o da esquerda.

A expressão “transmite potência” é uma generalização para a lei de conservação de energia. Significa que um dos elementos executa trabalho sobre o outro, em uma determinada taxa. Aparentemente, toda a potência é transmitida, mas a realidade mostra que parte dela é perdida pelo deslizamento entre os dentes. Transmitir potência pode não descrever o objetivo de uma transmissão por engrenagens na maioria das aplicações de engenharia. O que se deseja é transmitir um determinado torque, ou seja, a capacidade de realizar um esforço na saída da transmissão. Com isso em mente, parece estranho chamar a maioria dos conjuntos de transmissão por engrenagens de Redutores. Isso acontece porque a aplicação mais comum em engenharia mecânica é entre os motores, que trabalham em velocidades elevadas, e as cargas, que normalmente não necessitam da velocidade angular suprida pelos motores. Motores elétricos trabalham normalmente em velocidades que vão de 870 a 3600 RPM; motores a combustão têm sua faixa ótima de trabalho entre 2000 e 4500 RPM. Como exemplo, uma roda normal de um veículo (0,5 m) trabalha a cerca de 1000 RPM quando a velocidade é 100 km/h.

Com a possibilidade de controlar a velocidade nos motores em geral, a função de redução de velocidades deixou de ser tão importante. Um redutor, desprezadas as perdas no engrenamento, é capaz de prover à carga um torque tantas vezes maior que o do motor quanto for à relação de redução e isso é extremamente vantajoso. Motores menores podem ser utilizados, permitindo a partida dos dispositivos mecânicos graças à disponibilidade de torque adicional. Obviamente, a aplicação principal no aumento do torque não exclui outras aplicações.

Em algumas caixas de redução de automóveis, a transmissão aumenta a velocidade ao invés de reduzi-la, particularmente quando estão engatadas marchas para velocidade de cruzeiro, nas quais não é necessário um arranque tão significativo como quando o veículo está parado.

A figura mostra um redutor típico. Nele são utilizadas engrenagens cilíndricas de dentes inclinados (Helicoidais), que serão discutidas em uma apostila posterior. Nota-se que o eixo de saída está a direita, no qual a rotação é menor porque os dois estágios do engrenamento consistem em pinhões e coroas em série, nessa ordem. Normalmente, em redutores dessa forma, a parte mostrada à esquerda é presa à carcaça de um motor a combustão.

Essa apostila trata basicamente de engrenagens cilíndricas de dentes retos. Os conceitos aqui apresentados servirão como base para a discussão de engrenagens helicoidais, cônicas e sem-fim e coroa que serão abordados em outra apostila.

4.2 Conceitos Básicos e Nomenclatura

A figura mostra um par de dentes de uma engrenagem e as principais designações utilizadas em sua especificação e seu dimensionamento. As dimensões a e d são medidas a partir no diâmetro do círculo primitivo. Com o diâmetro desse círculo é calculada a razão de transmissão de torque e de velocidades. Para o diâmetro primitivo é usado o símbolo di , onde i é a letra correspondente ao pinhão (p) ou a coroa (c). A dimensão L é a largura da cabeça e a dimensão b é a largura do denteado. A altura efetiva é medida entre a circunferência de cabeça e a de base. Com a cota na figura fica obvio qual é a circunferência de base. A altura total inclui a altura efetiva e a diferença entre os raios da circunferência de base e de pé, que define uma região onde não deve haver contato entre os dentes de duas engrenagens em uma transmissão. O raio de concordância do pé do dente existe no espaço abaixo da circunferência de base. O espaço entre os dentes tem aproximadamente a mesma dimensão da largura do dente.

Com o desgaste devido ao uso, esse espaço, conhecido como “backlash”, pode aumentar.

Existem basicamente duas formas de analisar a geometria de engrenagens, chamadas de sistemas de engrenagens: o sistema americano ou inglês, com diversas outras designações, e o sistema métrico. O primeiro usa como base a variável “Diametral Pitch”, cuja letra símbolo é P e que define o número de dentes por polegada do diâmetro primitivo. O sistema métrico baseia-se na variável Módulo, cuja letra símbolo é m, e que é definida como a razão entre o diâmetro primitivo em mm e o número de dentes da engrenagem. Fica evidente que uma das variáveis é o inverso da outra, corrigida para transformar o diâmetro na unidade correta.

Outra variável importante é o passo circular (p): definido como a razão entre o perímetro e o número de dentes (Ni) e mostrado na figura 4. O passo pode ser calculado por:

Engrenagens que se acoplam devem ter o mesmo módulo (ou “diametral pitch”) a fim de que os espaços entre os dentes sejam compatíveis. É fácil notar que, se as engrenagens não tiverem o mesmo passo circular, o primeiro dente entra em contato, mas o segundo já não mais se acoplará ao dente correspondente. Como o passo, por definição, é diretamente proporcional ao módulo, as engrenagens devem ter módulos iguais. O módulo pode ser entendido como uma medida indireta do tamanho do dente.

Os módulos são normalizados para permitir o maior intercâmbio de ferramentas de fabricação. Isso não significa que os módulos tenham que ser os recomendados, mas que é mais fácil encontrar ferramentas para confeccionar engrenagens com os seguintes módulos (em mm): 0,2 a 1,0 com incrementos de 0,1 mm; 1,0 a 4,0 com incrementos de 0,25; 4,0 a 5,0 com incrementos de 0,5 mm.

As dimensões a e d, mostradas na figura 4, também têm valores recomendados. Para a altura da circunferência de cabeça é recomendado utilizar a = m. Para a profundidade da circunferência de pé é recomendado utilizar d = 1,25.m. O diâmetro da circunferência de base é obtido através do ângulo de pressão, que pode assumir os valores de 20o, 25o e 14,5o. O primeiro valor é utilizado na grande maioria das vezes, a ponto de já ser considerado um valor padrão. O ângulo de 25o ainda é utilizado em engrenagens fabricadas na América do Norte. O ângulo de pressão e sua relação com a circunferência de base será mais bem discutido no item seguinte.

A recomendação para a largura do denteado b é que seja no mínimo 9 vezes o módulo e no máximo 14 vezes. Para o raio de concordância no pé do dente a recomendação é que seja de um terço do módulo.

4.3 Engrenagens Conjugadas e Interferência

Tanto o pinhão como a coroa devem trabalhar de forma que a velocidade tangencial no círculo primitivo seja a mesma, sob pena de violar a hipótese de que os elementos são rígidos.

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