ETAPA 3

Transmisso por engrenagensAs engrenagens, tambm chamadas rodas dentadas, so elementos bsicos na transmisso de potncia entre rvores. Elas permitem a reduo ou aumento do momento torsor, com mnimas perdas de energia, e aumento ou reduo de velocidades, sem perda nenhuma de energia, por no deslizarem. A mudana de velocidade e toro feita na razo dos dimetros primitivos. Aumentando a rotao, o momento torsor diminui e vice-versa. Assim, num par de engrenagens, a maior delas ter sempre rotao menor e transmitir momento torsor maior. A engrenagem menor tem sempre rotao mais alta e momento torsor menor. O movimento dos dentes entre si processa-se de tal modo que no dimetro primitivo no h deslizamento, havendo apenas aproximao e afastamento. Na demais parte do flanco existe ao de deslizamento e rolamento. Da conclui-se que as velocidades perifricas (tangenciais) dos crculos primitivos de ambas as rodas so iguais (lei fundamental do dentado).

Elementos bsicos das engrenagens

Tipos de engrenagensEngrenagem cilndrica de dentes retosOs dentes so dispostos paralelamente entre si e em relao ao eixo. o tipo mais comum de engrenagem e o de mais baixo custo. usada em transmisso que requer mudana de posio das engrenagens em servio, pois fcil de engatar. mais empregada na transmisso de baixa rotao do que na de alta rotao, por causa do rudo que produz.

Engrenagem cilndrica de dentes helicoidaisOs dentes so dispostos transversalmente em forma de hlice em relao ao eixo. usada em transmisso fixa de rotaes elevadas por ser silencioso devido a seus dentes estarem em componente axial de fora que deve ser compensada pelo mancal ou rolamento. Serve para transmisso de eixos paralelos entre si e tambm para eixos que formam um ngulo qualquer entre si (normalmente 60 ou 90).

Engrenagem cilndrica com dentes internos usada em transmisses planetrias e comandos finais de mquinas pesadas, permitindo uma economia de espao e distribuio uniforme da fora. As duas rodas do mesmo conjunto giram no mesmo sentido.

Engrenagem cilndrica com cremalheiraA cremalheira pode ser considerada como uma coroa dentada com dimetro primitivo infinitamente grande. usada para transformar movimento giratrio em longitudinal.

Engrenagem cnica com dentes retos empregada quando as rvores se cruzam; o ngulo de interseo geralmente 90, podendo ser menor ou maior. Os dentes das rodas cnicas tm um formato tambm cnico, o que dificulta sua fabricao, diminui a preciso e requer uma montagem precisa para o funcionamento adequado. A engrenagem cnica usada para mudar a rotao e direo da fora, em baixas velocidades.

Engrenagem cilndrica com dentes oblquosSeus dentes formam um ngulo de 8 a 20 com o eixo da rvore. Os dentes possuem o perfil da envolvente e podem estar inclinados direita ou esquerda. Os dentes vo se carregando e descarregando gradativamente. Sempre engrenam vrios dentes simultaneamente, o que d um funcionamento suave e silencioso. Pode ser bastante solicitada e pode operar com velocidades perifricas at 160m/s. Os dentes oblquos produzem uma fora axial que deve ser compensada pelos mancais.

Engrenagem cilndrica com dentes em VConhecida tambm como engrenagem espinha de peixe. Possui dentado helicoidal duplo com uma hlice direita e outra esquerda. Isso permite a compensao da fora axial na prpria engrenagem, eliminando a necessidade de compensar estafora nos mancais.Para que cada parte receba metade da carga, a engrenagem em espinha de peixe deve ser montada com preciso e uma das rvores deve ser montada de modo que flutue no sentido axial. Usam-se grandes inclinaes de hlice, geralmente de 30 a 45.Pode ser fabricada em pea nica ou em duas metades unidas por parafusos ou solda. Neste ltimo caso s admissvel o sentido de giro no qual as foras axiais so dirigidas uma contra a outra.

Engrenagem cnica com dentes em espiralEmpregada quando o par de rodas cnicas deve transmitir grandes potncias e girar suavemente, pois com este formato de dentes consegue-se o engrenamento simultneo de dois dentes. O pinho pode estar deslocado at 1/8 do dimetro primitivo da coroa. Isso acontece particularmente nos automveis para ganhar espao entre a carcaa e o solo.

Parafuso sem-fim e engrenagem cncava (coroa)

O parafuso sem-fim uma engrenagem helicoidal com pequeno nmero (at 6) de dentes (filetes).

O sem-fim e a coroa servem para transmisso entre dois eixos perpendiculares entre si. So usados quando se precisa obter grande reduo de velocidade e consequente aumento de momento torsor. Quando o ngulo de inclinao (y) dos filetes for menor que 5, o engrenamento chamado de auto-reteno. Isto significa que o parafuso no pode ser acionado pela coroa. Nos engrenamentos sem-fim, como nas engrenagens helicoidais, aparece foras axiais que devem ser absorvidas pelos mancais. Entre o sem-fim e a coroa produz-se um grande atrito de deslizamento. A fim de manter o desgaste e a gerao de calor dentro dos limites, adequam-se os materiais do sem-fim (ao) e da coroa (ferro fundido ou bronze), devendo o conjunto funcionar em banho de leo.

ETAPA 4

Passo 1 (Equipe)Pesquisar sobre tipos de trens de engrenagens indicando suas respectivas aplicaes. Paracompreender melhor o assunto, visualizar no site, disponvel em:. Acesso em: 08 out. 2012.

Engrenagens planetriasOs trens de engrenagens epicicloidais ou trens de engrenagens planetrias (TEPs) so sistemas de transmisso de alta complexidade cinemtica e de difcil visualizao. Entretanto, so grandes as suas vantagens: compactos, leves, permitem altas redues de velocidade, possuem alta confiabilidade, pois tem engrenamento permanente, possuem capacidade de bifurcao e adio de potncia e permitem mltiplas relaes de transmisso. Sua principal aplicao so as caixas de transmisso automtica dos veculos modernos. Como existe uma grande variedade de possibilidades de configuraes na unio de vrios TEPs, o estabelecimento de formas de representao do sistema em estudo fundamental para sua compreenso. Este trabalho tem como objetivo, apresentar as diversas formas de representao adotadas por vrios autores e mostrar as equivalncias entre elas.Existem muitas maneiras de empregar engrenagens. Umtipo especfico de engrenagens chamado detrem de engrenagens planetrias. Engrenagens planetrias resolvem o seguinte problema: digamos que voc queira uma relao de marcha de 6:1 com a rotao de entrada girando na mesma direo da rotao de sada. Uma maneira de criar esta relao com o seguinte trem de trs engrenagens:

Neste trem, a engrenagem azul tem seis vezes o dimetro da engrenagem amarela, fornecendo a relao 6:1. O tamanho da engrenagem vermelha no importa, porque est presente apenas para reverter o sentido da rotao, de forma que as engrenagens azul e amarela girem da mesma forma. Entretanto, imagine que voc queira que o eixo da engrenagem de sada seja o mesmo da engrenagem de entrada. Uma situao comum, onde h a necessidade de se usar o mesmo eixo, o daparafusadeira eltrica. Nesse caso, voc pode usar um sistema de engrenagens planetrias, conforme mostrado aqui:

Neste sistema, a engrenagem amarela (aengrenagem solar) se engrena com todas as trs vermelhas (engrenagens planetrias) simultaneamente. Todas as trs esto ligadas a um prato (osuporte planetrio)ese conectam com olado internoda engrenagem azul (acoroa), em vez de se conectarem com seu lado externo. Em razo de existirem trs engrenagens vermelhas em vez de uma, este trem de engrenagens extremamente robusto. O eixo de sada conectado coroa azul e o suporte planetrio permanece estacionrio, fornecendo a mesma relao de 6:1. Veja a figura de um sistema de engrenagens planetrias de dois estgios napgina sobre a parafusadeira eltricae um sistema de engrenagens planetrias de trs estgios napgina sobre o irrigador de jardim. Voc tambm poder encontrar sistemas de engrenagens planetrias dentro detransmisses automticas.Uma outra coisa interessante, acerca do uso de engrenagens planetrias que elas podem produzir diferentes relaes de marcha, dependendo de qual engrenagem usada como entrada, qual usada como sada e qual delas fica parada. Por exemplo, se a entrada for a engrenagem solar, a coroa for mantida estacionria e o eixo de sada for engrenado ao suporte planetrio, obteremos uma relao de marcha diferente. Neste caso, o suporte planetrio e as engrenagens planetrias orbitam em torno da engrenagem solar. Dessa forma, em vez de a engrenagem solar girar seis vezes para que o suporte planetrio gire uma vez, ela ter que girar sete vezes. Isso acontece porque o suporte planetrio circulou a engrenagem solar uma vez na mesma direo,subtraindo uma revoluo da engrenagem solar. Ento, nessa situao, temos uma reduo de 7:1.Voc poderia reorganizar as coisas outra vez, desta vez mantendo a engrenagem solar estacionria, fazendo com que o suporte planetrio seja o eixo de sada e engatando o eixo de entrada coroa. Isto lhe daria uma reduo de marcha de 1.17:1. Uma transmisso automtica usa conjuntos de engrenagens planetrias para criar diferentes relaes de marcha, alm deembreagense cintas de freio paramanter diferentes partes do bloco de engrenagens estacionrias e mudar entradas e sadas.

Imagine a seguinte situao: voc tem duas engrenagens vermelhas e quer mant-las sincronizadas, mas elas esto afastadas uma certa distncia. Voc poderia colocar uma engrenagem grande entre elas, se quiser que elas tenham a mesma direo de rotao:

Ou poderia usar duas engrenagens de mesmo tamanho, se quiser que tenham sentidos de rotao opostos:

Entretanto, em ambos os casos, as engrenagens extras sero provavelmente pesadas e voc ainda teria que criar eixos para elas. Nesses casos, a soluo comum usar umacorrenteou umacorreia dentada, conforme mostrado aqui:

As vantagens de correntes e correias dentadas so sua levezae a habilidade de acoplar muitas engrenagens, preservando a distncia entreelas. Por exemplo, em ummotor de carro, a mesma correia dentada poderia conectar o virabrequim, duasrvores de comando de vlvulase o alternador. Se voc tivesse que usar engrenagens no lugar da correia, seria muito mais complicado.

Rendimento de engrenagensUm par de engrenagens helicoidais ou de dentes retos usinados deve transmitir, no mnimo, 98% da potncia em velocidades comuns, se as engrenagens e os mancais de apoio estiverem bem lubrificados. Para uma reduo dupla, o rendimento um pouco mais baixo, cerca de 97%, e para uma reduo tripla, ainda mais baixo, da ordem de 96%. Freqentemente ele mais alto que estes valores. As perdas na partida, quanto os mancais so mancais de deslizamento, podem ser altas, da ordem de 35% da carga sendo, assim, recomendvel dar partida em engrenagens em condies de pouca carga. Devem ser esperados menores valores do rendimento em velocidades muito elevadas acima de 1500 m/min.

Materiais usados em engrenagensTodos os tipos de material so usados para engrenagens. Um dos mais utilizados o ferro fundido cinzento, ASTM 20, que um material relativamente barato e satisfatrio do ponto de vista de desgaste. Aos especiais no so usados a menos que sejam tratados termicamente. O ao fundido deve ser bem recozido e pode sofrer tratamento trmico. Para se escolher o ao leva-se em considerao o tratamento que se pretende fazer. Os dentes temperados (0.35% a 0.50% de carbono) so usados freqentemente. Os dentes carbonetados cementados (0.15 a 0.20% de carbono) tem resistncia ao desgaste excelente com uma superfcie de 58 HC ou melhor. Os aos de 0.40% a 0.45% de carbono so endurecidos na superfcie para 50 HC ou mais, por tmpera superficial por maarico, tmpera por induo ou cianetao. Os aos especiais so melhores para o endurecimento superficial por possurem alta temperabilidade. O ao fundido pode ser tambm endurecido, inteiramente ou superficialmente. O tratamento de endurecimento produz certamente alguma distoro, porm, os aos-liga podem ser endurecidos com muito menor distoro que o ao carbono. Se a preciso do perfil necessria como no caso de altas velocidades, deve-se escolher um material que apresente um mnimo de distoro, mesmo assim pode ser necessrio retificar ou polir os perfis, de modo a se obter a preciso necessria. A indstria automobilstica, por processos cuidadosamente controlados para manter a distoro mnima, usa ligas endurecidas superficialmente sem a operao de retificao final. Em situaes severas de servio, pode ser usado a nitretao, um processo caro, somente justificvel em certos casos. No h muito problema de distoro, porque o processo conduzido em temperaturas relativamente baixas. Alguns materiais no-metlicos so usados em engrenagens para transmitir potncias relativamente significantes como, por exemplo, o couro cru, produtos de fenol laminados (baquelita, textolite, etc.) e nylon. Uma vantagem dos no-metlicos o baixo nvel de rudo.Lubrificao em engrenagensExcetuando-se engrenagens plsticas pouco exigidas, todo conjunto de engrenagens devem ser lubrificado para prevenir desgaste superficial. Controlar a temperatura na interface importante porque se muito altas, podem diminuir a vida til das engrenagens. Lubrificante removem calor e separam as superfcies de um contato direto, reduzindo atrito. Lubrificante suficiente deve ser utilizado para transferir o calor gerado por atrito para o meio ambiente sem permitir que o engrenamento se aquea em demasia. A maneira preferida para se lubrificar colocando as engrenagens em caixas, de modo que elas ficam parcialmente submergidas. A rotao da engrenagem leva o lubrificante para regies que no esto submergidas. O leo deve ser limpo de livre de contaminaes, sendo trocado periodicamente. Conjuntos de engrenagens que no podem ficar em caixas, devem ser sempre lubrificados usando graxa, que recomendada somente para baixas velocidades e cargas.

Passo 2 (Equipe)Elaborar uma sequncia de slides em consonncia com o fluxograma do Passo 1 desta Etapa.Essa sequencia, junto ao fluxograma ajudar tambm na explanao do seminrio.

RelatrioUm dos objetivos deste trabalho foi estender o campo de aplicao dessas engrenagens para outros campos da engenharia. Inicialmente, mostra-se um estudo dos principais tipos de transmisses mecnicas presentes na indstria e, principalmente, no setor da mobilidade; rea em que, usualmente, encontram-se os requisitos mais elevados de operao. Alm disso, foi realizada uma reviso bibliogrfica abordando tpicos importantes relacionados s engrenagens em geral. Esta reviso serviu de base para a implementao dos algoritmos para modelagem das engrenagens do sistema proposto. Para validar o conceito, um prottipo foi construdo e testado, tendo como principal objetivo a comprovao da viabilidade e eficcia do sistema proposto, tanto na transmisso do movimento como na alterao da razo de velocidades. Realizados os testes, observou-se que, efetivamente, o sistema atendeu aos atributos funcionais especificados. Para a construo desse prottipo, as engrenagens envolvidas passaram por um processo de modelagem matemtica. Desta forma, este trabalho permitiu avaliar os aspectos funcionais e elaborar um procedimento de projeto das engrenagens que compem a transmisso proposta, concluindo que esta apresenta caractersticas herdadas das engrenagens faciais facilidade de fabricao com custos competitivos bem como caractersticas que a tornam adequada para operao automtica em aplicaes com alta taxa de flutuao da carga de trabalho, quais sejam: pequena variao da relao de transmisso e simplicidade do mecanismo de alterao da relao de velocidades. As vrias formas construtivas das transmisses mecnicas atualmente presentes em mquinas e equipamentos apresentam sua aplicabilidade relacionada a vrios fatores: faixa de relaes de transmisso, capacidade de torque e velocidade de operao, espao fsico, eficincia mecnica, custo, etc. Isto torna alguns tipos de transmisso adequados em determinadas aplicaes e inadequados em outras.

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

Texto extrado do site http://www.ehow.com.br/transmissao-c4-ford-funciona-como_13161/ consultado dia 02 de junho de 2014.

Texto extrado do site http://carros.hsw.uol.com.br/relacao-de-marchas4.htm consultado dia 02 de junho 2014.

Texto extrado do http://www.ebah.com.br/content/ABAAAA6GoAC/engrenagem-teoria-completa?part=3 consultado dia 03 de junho 2014.

Texto extrado do site http://www.ipen.br/biblioteca/cd/conem/2000/LC8982.pdf consultado dia 04 de junho de 2014.