Passo 1.

Pesquisar sobre o mecanismo de troca de marchas nos carros.

A caixa de marcha automotiva é caracterizada por um conjunto de engrenagem

dispostas em par, com exceção da marcha a ré que possui uma engrenagem intermediaria

para reverter a rotação.

Além da caixa de marcha os veículos possuem um conjunto de engrenagens

responsável por transmitir movimento as rodas, e a redução da velocidade para adequação

final, trata-se do diferencial.

O diferencial tem papel importante no movimento do veículo além da redução de

rotação, nele se encontram um conjunto de engrenagens chamada de planetárias, seu

funcionamento permite que o veículo possa efetuar curvas, pois permite que as rodas opostas

tenham rotação diferente uma da outra.

Na caixa de marcha todos os pares de engrenagem permanecem sempre engrenados,

A luva de engate é responsável por fixar um determinado par ao eixo, quando da escolha de

uma marcha. Para evitar que o engate danifique a luva ou as engrenagens, existe entre ambos

anéis sincronizadores que agem por atrito, igualando a rotação da luva e da engrenagem. Na

marcha a ré não existe sincronizador, sendo necessário que o veículo esteja completamente

parado, evitando desta forma danos ao sistema.

A finalidade da caixa de marcha é transmitir ao eixo das rodas do veículo uma rotação

ou um torque diferente do fornecido pelo motor, e se necessário não transmitir nenhuma

rotação.

O trambulador e o responsável por transformar o movimento da alavanca de mudança

no engate das luvas na caixa, nos veículos mais antigos este movimento era feito através

barras metálicas, nos veículos mais modernos o movimento é feito via cabo garantindo que

o mesmo seja mais silencioso e suave.

Passo 2

Esquematizar a sequência transmissiva dos movimentos ocorrentes nos veículos

automotores, seja eles por engrenagens ou correias.

As figuras abaixo mostram o esquema de uma caixa de câmbio de 5 marchas a frente

e uma a ré.

Passo 3.

Justifique sobre a necessidade das trocas de marchas sob a pespectiva do

conceito de “ Vantagem mecânica”.

Justificativa.

A caixa de câmbio ou de marchas é um multiplicador de força ou de velocidade,

permitindo que o motor possa fornecer força e velocidade suficinte para o deslocamento do

veiculo.

Desta forma o condutor pode ter maior controle sobre o veiculo. Para as diversas

situações só com o motor não seria possivel certas manobras, como por exemplo subir ou

descer aclives, este teria de ter um torque muito forte o que resultaria em uma super dimensão

do mesmo, que causaria maior consumo de combustivél e menor contorle sobre a velocidade

do veiculo.

Nas primeiras marchas o veiculo ganha torque possibilitando maior força com menor

velocidade, na última marcha o veiculo adquiri maior velocidade e menor força.

As possibilidades de variação de velocidade e força que um veiculo pode desenvolver

pode ser infinitas, mas para maior conforto de dirigibilidade e comum limitar o número de

marchas em cinco, a ré geralmente não é levada em conta por ser uma marcha invertida, mas

nos casos de veiculos pesados este número pode ser bem maior tendo velocidades reduzidas

e de alta.

O importante é saber que a quantidade de marchas de um veiculo não significa a

potência do motor, sendo na realidade o contrário quanto maior for o troque do motor menor

sera a quantidade de marchas.

Etapa 3.

Passo 1. Aula-tema: Mecanismos: Rodas Dentadas.

Relatório

Sistema de Engrenagens Planetário.

Ao estudarmos o artigo proposto sobre os componentes e sistema de engrenagens

planetárias, tivemos a oportunidade de entender melhor este tipo mecanismo de engrenagens,

onde foi estudado sobre as vantagens e desvantagens do sistema.

São enumeras as vantagens que o redutores que utilizam o sistema de engrenagens

planetário, principalmnte quanto a redução dimensional do equipamento mantendo o mesmo

desempenho.

Sua aplicação vão de simples apontadores de lapis até turbo hélices de aviões de

combate.

As desvantagens se relacionam com o custo de fabricação deste tipo de engrenagem.

As engrenagens convencionais utilizam ligas de aço tais como ABNT 1025, 1035, 1045,

1060, 4120, 4130, e 6150 e materiais SAE 1010/1020, 1040,1050, 4320/4340, e 8620/8640,

engaunto para a fabricação das engenagens planetário só é admitido o uso da liga de aço

17CrNiMo6, inclusive para os eixos. Este tipo de liga tem custo maior por ter em sua

composição quimica materiais nobres, o que eleva seu custo.

Alem do custo da materia prima elevada, este tipo de material tem o custo elevado no

tratamento térmico, necessario para a adaptação do material na produção dos redutores. O

tempo de cemetação do aço SAE 1045 é de 6 horas em forno a uma temperatura de 925° em

conformidade co o Brooks (1995), enquanto que na liga 17CrNiMo6 este tempo aumenta pra

9 horas ou superior.

A adaptação de redutores paralelos em determinados processos podem se tornar

inviaveis devido as dimensões dos mesmos o que faz com que o custo/beneficio da aquisição

de um redutor planetário o torne viavél, por se adaptar mais facilmente a área fabril.

Relatório

Funcionamento de um diferencial.

O funcionamento do diferencial dos veiculos automotores demonstram como o uso

das engrenagens pode resolver problemas e ajustar os equipamentos par que possam

funcionar de forma correta, minimizando possíveis falhas.

A solução da diferença de rotação nas rodas de um veiculo ao efetuar curvas é

facilmente ajustada como o uso das engrenagens satelites no diferencial.

Para solucionar o problema de que o eixo do motor venha ser um incomodo para os

passageiros no interior do veiculos, foram utilizados as engrenagens cônicas helicoidais que

possibilitam o deslocamento do eixo do pinhão sem alterar o funcionamento da transmissão.

Enfim o diferencial é um equipamento excencial para os veiculos automotores, que

possibilitam que estes tenham melhor desempenho e facilidade de manobras trazendo

conforto e dirigibilidade, alem de aumentar o torque do motor.

Relatório

Como Funcionam as Coisas – Engrenagens

A redução na transmissão em equipamentos motorizados, para assegurar melhor

segurança e confiabilidade utilizam o uso de engrenagens. Elas estão presentes em milhares

de equipamentos, e relalizam várias tarefas importantes. Um pequeno motor girando em alta

velocidade consegue fornecer energia suficiente para um equipamento, mas não tem torque

suficiente. O torque e redução da velocidade é possivel com a redução da transmissão. Com

o uso de engrenagens é possivel ajustar a direção de rotação, é o exemplo do diferencial que

desloca a rotação em 90°. É possivel também alterar o movimento, como transformar um

movimento rotativo em um movimento linear, com o uso de cremalheiras. Um exemplo são

os portões automáticos.

A relação de transmissão em um par de engrenagens é determinada pela distância do

centro das peças até a área de contato.

Muitas engrenagens modernas utilizam um tipo especial de perfil de dentes chamada

de involuta. A importância deste tipo de prefil é que permite que as engrenagens matenha

uma relação de velocidade constante.

Existem varios tipos de engrenagem: As cilindricas de dentes retos, as cilindricas de

dentes helicoidais, as cônicas de dentes retos e cônicas de dentes helicoidais, também existem

as do tipo “rosca sem fim”, e as cremalheiras.

As de dentes retos, são as encontradas, mas tem uma devantagem, cada vez que os

dentes se encaixam este colidem, fazendo que este tipo de engrenagem se torne muito

ruidoza.

As de dentes helicoidais são mais silenciosas e são muito empregadas na industria

automotiva. É possui muitas vantagens entre elas é o fato de poderem girar os eixos em

ângulos diferentes.

As do tipo rosca sem fim são mais utilizadas em maquinas transportadoras, e possui

uma caracteristica peculiar pois a engrenagem não consegue girar o parafuso sem fim,

fazendo com que possibilite maior segurança em determinados tipos de redução. Outra

caracteristica é que este tipo de engrenamento aumenta a redução chegando a números

maiores que 300:1.

As engrenagens planetas e as satelites são mais utilizadas em diferenciais e

engrenamentos automáticos. Este tipo de engrenamento possibilita varios tipos de relações

de transmissão. Com dois conjuntos de tipo de engrenamento é possivel ter quatro marchas

a frente e um ré.

Etapa 4

Passo 1

Relatório

Tipos de trens de engrenagens indicando suas respectivas aplicações.

Quando se quer grandes relações de transmissão, as engrenagens são dispostas em

trens de engrenagens. Desta forma é possivel alcançar grandes reduções de velocidade como

também ter variações de velocidade. Um exemplo são as caixas de marcha dos veiculos, mas

também são utilizadas em máquinas operatrizes, tais como tornos mecânicos,

mandrilhadoras, furadeiras e etc.

Com o uso dos trens de engrenamento é possivel reduzir o tamanho dos redutores,

quando o uso de engrenagens sem fim não é aplicavél.

Com o uso de engrenagens intermediarias é possível reverter o sentido de rotação, no

proprio trem de engrenagens sem a necessidade de reversão no motor.

Par de engenagens cilindricas de dentes retos

Par de engrenagens cilindricas de dentes helicoidais

Par de engrenagens cônicas de dentes retos à 90°.

Par de engrenagens cônicas de dentes helicoidais.

Engrenagens sem fim.

Engrenagens de diferencial cônicas helicoidais.

Engrenagens cremalheira

Trem de engrenagens

Caixa de Marcha desmontada

Engrenagens satélites

Trem de Engrenagens.

Referência bibliográfica:

<http://www.youtube.com/watch?v=tOJsdIeWfFw&feature=related>. Acesso em: 31 maio

de 2014.

<http://pt.scribd.com/doc/90333570/28/%E2%80%93-Funcionamento-e-Componentes-do-

Sistema-de-Engrenagens-Planetario>. Acesso em: 01 maio de 2014.

<http://www.youtube.com/watch?v=4WhJqtnFqx0&feature=related>. Acesso em: 01 de

maio de 2014.

<http://ciencia.hsw.uol.com.br/engrenagens.htm>. Acesso em: 01 de maio de 2014.

<http://carros.hsw.uol.com.br/relacao-de-marchas3.htm>. Acesso em: 01 de maio de 2014.