treinamento engrenagens - 1

PRINCIPAIS TIPOS DE ENGRENAGENS DE EIXOS PARALELOSPRINCIPAIS TIPOS DE ENGRENAGENS DE EIXOS PARALELOS

Dentes RetosDentes Retos Dentes HelicoidaisDentes Helicoidais

Helicoidal duplaHelicoidal duplaInternasInternas

ENGRENAGEM CILÍNDRICA DE DENTES RETOSENGRENAGEM CILÍNDRICA DE DENTES RETOS

- OS DENTES SÃO PARALELOS AO EIXO DE ROTAÇÃO DA ENGRENAGEM

-O PROJETO E A FABRICAÇÃO SÃO MAIS SIMPLES QUANDO COMPARADOS AOS OUTROS TIPOS DE ENGRENAGENS

- PROJETOS MODERNOS PERMITEM A OBTENÇÃO DE DESEMPENHO MUITO BOM COM RELAÇÃO A SUAVIDADE E RUIDOS DE ENGRENAMENTO

ENGRENAGEM CILÍNDRICA DE DENTES HELICOIDAISENGRENAGEM CILÍNDRICA DE DENTES HELICOIDAIS

- OS DENTES FORMAM UM ÂNGULO EM RELAÇÃO AO EIXO DE ROTAÇÃO DA ENGRENAGEM

- TEM A APARÊNCIA DE UMA ENGRENAGEM DE DENTES RETOS QUE FOI TORCIDA SOBRE SEU EIXO

-NA DECOMPOSIÇÃO DAS FORÇAS ATUANTES NO ENGRENAMENTO SURGE UMA COMPONENTE AXIAL

- APRESENTA UM ENGRENAMENTO MAIS SUAVE QUE AS ENGRENAGENS DE DENTES RETOS E UMA MAIOR CAPACIDADE DE CARGA

ENGRENAGEM CILÍNDRICA HELICOIDAL DUPLAENGRENAGEM CILÍNDRICA HELICOIDAL DUPLA

- CONFIGURA-SE COMO SENDO A UNIÃO DE DUAS ENGRENAGENS HELICOIDAIS, PORÉM COM SENTIDOS DE HÉLICE OPOSTOS

-NA DECOMPOSIÇÃO DAS FORÇAS ATUANTES NO ENGRENAMENTO, AS COMPONENTES AXIAIS SE ANULAM

-QUANDO NÃO POSSUI O CANAL ENTRE OS DENTADOS É DENOMINADA ENGRENAGEM “ESPINHA DE PEIXE” (HERRINGBONE GEAR)

- POSSUI APLICAÇÃO PRINCIPALMENTE EM ACIONAMENTOS PLANETÁRIOS, EM DIFERENCIAIS OU AINDA EM ACOPLAMENTOS “FLEXÍVEIS” COM ENGRENAMENTO ESTÁTICO, ONDE REQUER-SE APENAS MOVIMENTAÇÃO AXIAL

- O DENTADO PODE SER RETO OU HELICOIDAL

ENGRENAGEM INTERNAENGRENAGEM INTERNA

PRINCIPAIS MÉTODOS DE FABRICAÇÃOPRINCIPAIS MÉTODOS DE FABRICAÇÃO

FRESAMENTO POR GERAÇÃO – SISTEMA RENÂNIA

Largamente utilizado na indústria engrenageira, é aplicado no fresamento de engrenagens cilíndricas de dentes retos ou helicoidais, onde for possível a utilização do cortador caracol (HOB).

O corte está baseado no mesmo princípio de sincronismo observado entre uma coroa e um sem-fim.

HOB

Engrenagem

APLICAÇÕES CADA VEZ MAIS FREQUENTES EM MOTORES DIESELAPLICAÇÕES CADA VEZ MAIS FREQUENTES EM MOTORES DIESEL

VANTAGENS DO SISTEMA DE TRANSMISSÃO POR ENGRENAGENS

- ROBUSTO COM ALTA CONFIABILIDADE - ROBUSTO COM ALTA CONFIABILIDADE

- TRANSMISSÃO DE ALTOS TORQUES

- BAIXA OU NENHUMA MANUTENÇÃO

- RELAÇÃO DE TRANSMISSÃO PRECISA

- ALTA DURABILIDADE

- CUSTO / BENEFÍCIO ATRAENTE


FRESAMENTO POR GERAÇÃO – SISTEMA FELLOWS

É normalmente aplicado no fresamento de engrenagens cilíndricas de dentes retos ou helicoidais, onde não é possível a utilização de HOB devido à geometria da peça.

O cortador, chamado fellows, assemelha-se à uma engrenagem cilíndrica, porém com um ângulo de corte na face.

Cortador FellowsCortador Fellows

Dentado interno

Canais de saída não permitem uso de HOB


ACABAMENTO – SHAVING

É largamente aplicado no acabamento de engrenagens cilíndricas de dentes retos ou helicoidais, de modo a garantir a rugosidade e tolerâncias apertadas de evolvente e hélice.

O cortador, chamado Shaver, assemelha-se à uma engrenagem cilíndrica, porém com arestas cortantes no dentado.


ACABAMENTO – RETÍFICA (Worm)

É aplicado no acabamento de engrenagens que requeiram tolerâncias apertadas no dentado.

Normalmente as peças já estão tratadas termicamente (endurecidas), e eventuais distorções na evolvente e hélice são eliminadas.

O princípio de geração do dentado pelo rebolo é o mesmo do cortador caracol.


ACABAMENTO EM DURO DE ENGRENAGENS CILÍNDRICAS – HONING -Normalmente é aplicado no acabamento de engrenagens para transmissões de altas velocidades.

- Aplica-se o processo em engrenagens já temperadas, podendo ser a partir do dentado com acabamento shaving, retificado ou diretamente no dentado fresado.

- A principal vantagem obtida com o acabamento de baixa rugosidade é a transmissão silenciosa.

PRINCIPAIS MÉTODOS DE FABRICAÇÃO PRINCIPAIS MÉTODOS DE FABRICAÇÃO

TEXTURAS SUPERFICIAIS

ShavingRetificado- convencional

Retificado - randômico

Honing

PRINCIPAIS MÉTODOS DE FABRICAÇÃO PRINCIPAIS MÉTODOS DE FABRICAÇÃO

COMPARATIVO ENTRE PROCESSOS

A CURVA EVOLVENTEA CURVA EVOLVENTE

- A CURVATURA OBSERVADA NOS FLANCOS DOS DENTES É DENOMINADA “EVOLVENTE”

- Sua geração pode ser compreendida através de um simples experimento: Tomando-se um círculo de base e neste fixando-se um barbante com um ponto identificado(Q), pode-se ao desenrolá-lo, ir descrevendo a curva evolvente (AQ).

-CURVA EVOLVENTE

-CURVA EVOLVENTE

-DIÂMETRO DE BASE

da : Diâmetro externo

dNa : Diâmetro externo utilizável

d : Diâmetro primitivo

df : Diâmetro interno

dnf : Diâmetro interno utilizável

db : Diâmetro de base

GEOMETRIA BÁSICA DO DENTADOGEOMETRIA BÁSICA DO DENTADO

s : Espessura do dente

β : Ângulo de hélice


cb (crowning) :

Tem como função absorver desvios de fabricação das engrenagens, eixos e mancais, centralizando o contato.


x : Fator de correção

m : Módulo

Nota:

Em engrenagens s/ correção o módulo é igual ao adendo

PRINCIPAIS GRANDEZAS DO ENGRENAMENTOPRINCIPAIS GRANDEZAS DO ENGRENAMENTO

BACKLASH

- Pode ser definido como a folga de engrenamento entre duas engrenagens

- É necessário para absorção das variações intrínsecas à manufatura das engrenagens, dos mancais e das variações provenientes das dilatações térmicas durante o trabalho.

- Pode tornar-se uma fonte de ruído no engrenamento.

BACKLASH = arc PR - arc PQ


LINHA DE CONTATO

- Em engrenagens de dentes retos a linha de contato é paralela ao eixo de rotação, ao passo que nas engrenagens helicoidais a linha de contato é inclinada em relação ao eixo de rotação.


RECOBRIMENTO TOTAL

- É o número médio de pares de dentes que se encontram engrenados simultaneamente

- Consiste de dois parâmetros: - Consiste de dois parâmetros: Recobrimento Transversal + Recobrimento de Face

-Se o recobrimento total de uma engrenagem é 1,7 , então dois pares de dentes estarão em contato 70% do tempo e somente um par estará em contato 30% do tempo.


RECOBRIMENTO TRANSVERSAL ( ξα )

- É aplicável para engrenagens de dentes retos e engrenagens de dentes helicoidaisengrenagens de dentes helicoidais

- Para uma maior capacidade de carga e engrenamento suave recomenda-se recobrimento transversal maior que 2,0

ξα = E1 E2

te

Linha de ação


RECOBRIMENTO DE FACE ( ξβ )

- É o número médio de dentes em contato no plano axial

-É aplicável somente para engrenagens de dentes helicoidais

- É diretamente proporcional à hélice e ao comprimento do dente

- Recomenda-se valores inteiros (1, 2, 3 ...) para o recobrimento de face, de modo a minimizar vibrações e ruídos de engrenamento

- Em engrenagens de dentes retos o recobrimento de face é zero

ξβ = b . sen βm . Π

ENGRENAGENS HELICOIDAIS

Recobrimento Total = Recobr. Transv. + Recobr. Face

ENGRENAGENS DENTES RETOS

Recobrimento Total = Recobrimento Transversal

módulo

ângulo de hélice

largura do dentepasso

DENTES CONVENCIONAIS E DENTES ALONGADOSDENTES CONVENCIONAIS E DENTES ALONGADOS

DENTE CONVENCIONAL DIN 867 (exemplo)

(h) Altura do dente: 5,68 (ξα ) Recobrimento transversal : 1,34

DENTE ALONGADO (exemplo)

(h) Altura do dente: 7,45(ξα ) Recobrimento transversal : 1,78

Vantagem:

Maior recobrimento transversal que o dente convencional

INSPEÇÃO DE ENGRENAGENSINSPEÇÃO DE ENGRENAGENS

A –Perfil de referência (posição e forma perfeitas)

B –Erro de espaçamento (erro de divisão)

C –Erro de perfil (erro da evolvente)

D –Erro de passo (erro no ângulo de hélice)

E –Erro de posição radial (causado por excentricidade ou batimento)

F –Erro na espessura do dente

ERROS TÍPICOSERROS TÍPICOS

INSPEÇÃO DE ENGRENAGENS INSPEÇÃO DE ENGRENAGENS –– MEDIDA SOBRE DENTESMEDIDA SOBRE DENTES

A medida sobre dentes pode ser obtida utilizando-se um micrômetro de discos, conforme demonstrado ao lado.

Representa-se esta dimensão pelo símbolo “Wk”.

Ex.: W7 = 52,50 mm

INSPEÇÃO DE ENGRENAGENS INSPEÇÃO DE ENGRENAGENS –– DIMENSÃO SOBRE ESFERAS / PINOSDIMENSÃO SOBRE ESFERAS / PINOS

A dimensão sobre esferas / pinos pode ser obtida utilizando-se um micrômetro e duas esferas / pinos calibrados, conforme demonstrado ao lado.

Representa-se esta dimensão pelos símbolos “M ” e “Mdk”símbolos “MdR” e “Mdk”

Ex.:

MdR = 85,00 mm (pinos)

Mdk = 85,00 mm (esferas)

Nota:Existe uma diferença a ser considerada entre as dimensões sobre pinos e sobre esferas nos casos de engrenagens helicoidais com número de dentes ímpar:

Mdk = dk . Cos (π / 2 z) + DmMdR = (Mdk – DMR) / cos. (π / 2 z) + DMRonde dk = diâmetro do círculo que passa pelo centro das esferas

Dm = diâmetro das esferasDMR = diâmetro dos pinos

INSPEÇÃO DE ENGRENAGENS INSPEÇÃO DE ENGRENAGENS –– EXCENTRICIDADE DO DENTADOEXCENTRICIDADE DO DENTADO

A excentricidade do dentado A excentricidade do dentado pode ser medida utilizando-se um relógio comparador e um pino calibrado, conforme demonstrado ao lado.

Representa-se esta característica pelo símbolo “Fr”.

Ex.: Fr = 0,050 mm

INSPEÇÃO DE ENGRENAGENS INSPEÇÃO DE ENGRENAGENS –– PERFIL EVOLVENTE / HÉLICEPERFIL EVOLVENTE / HÉLICE

Hélice

Perfil Evolvente

INSPEÇÃO DE ENGRENAGENS INSPEÇÃO DE ENGRENAGENS –– PERFIL EVOLVENTEPERFIL EVOLVENTE

alívio na cabeça diâmetro externo utilizável

perfil nominal perfil nominal (desejado)

alívio no pé

diâmetro interno utilizável

Reversões são normalmente limitadas a 6 micra

INSPEÇÃO DE ENGRENAGENS INSPEÇÃO DE ENGRENAGENS –– PERFIL EVOLVENTE TEÓRICO (conf. DIN)PERFIL EVOLVENTE TEÓRICO (conf. DIN)

dNa

Ff : Erro total (distância entre as paralelas que passam pelos pontos máximos da evolvente)

dNf

fHα : Erro de inclinação (diferença entre o ponto em que a linha média da evolvente passa pelo dnf e o ponto em que essa linha passa pelo dna)

ff : Erro de forma (diferença entre as paralelas que passam pelos pontos máximos da evolvente e que são paralelas à linha média)

INSPEÇÃO DE ENGRENAGENS INSPEÇÃO DE ENGRENAGENS –– HÉLICE TEÓRICA (conf. DIN)HÉLICE TEÓRICA (conf. DIN)

Fβ : Erro total (distância entre as paralelas que passam pelos pontos máximos da hélice)

Com

prim

ento

útil do fla

nco

fHβ : Erro de inclinação (diferença entre os pontos em que a linha média da hélice passa pelas linhas que delimitam o comprimento útil do flanco do dente)

fβf : Erro de forma (distância entre as paralelas que passam pelos pontos máximos da hélice e que são paralelas à linha média)

Com

prim

ento

útil do fla

nco

INSPEÇÃO DE ENGRENAGENS INSPEÇÃO DE ENGRENAGENS –– ERROS DE DIVISÃOERROS DE DIVISÃO

fp

fu

fp : Erro de passo adjacente

- É a diferença entre o tamanho real de um passo transversal individual e o tamanho nominal especificado.- Os desvios fp surgem como diferenças entre o valor individual medido e a média de todos os valores obtidos no dentado.

fu: Diferença entre passos adjacentes

- É a diferença entre os tamanhos reais de dois passos transversais sucessivos do dentado

-Rp : Amplitude dos erros de passo

- É a diferença entre o maior e o menor tamanho real dos passos transversais do dentado. Pode ser obtido diretamente dos valores medidos dos passos circulares, sem o conhecimento dos erros de passo adjacentes fp.

INSPEÇÃO DE ENGRENAGENS INSPEÇÃO DE ENGRENAGENS –– ERROS DE DIVISÃOERROS DE DIVISÃO

Fp : Erro total do passo

-É o máximo erro de passo circular cumulativo de um dentado. É obtido através da diferença entre o maior valor e o menor valor algébrico.

Fp

INSPEÇÃO DE ENGRENAGENS INSPEÇÃO DE ENGRENAGENS –– ANÁLISE DE CONTATOANÁLISE DE CONTATO

Com os modernos recursos de medição e informática é possível avaliar-se o contato virtual entre duas engrenagens. Esta informação pode então ser utilizada para previsão do ruído, desde que conhecida as influências da situação de contato neste fenômeno. Esta análise é útil também para a avaliação de concentração de esforços e sua influência na capacidade de carga do sistema.

RUÍDO NO ENGRENAMENTO RUÍDO NO ENGRENAMENTO –– WHINE NOISEWHINE NOISE

FATORES DE INFLUÊNCIA Recobrimento

Geometria da evolventeOndulações na

evolvente

Rugosidade e orientação da textura

Rotação e carregamento

RUÍDO NO ENGRENAMENTO RUÍDO NO ENGRENAMENTO –– RUÍDO DE TRABALHORUÍDO DE TRABALHO

Influência do recobrimento no ruído de engrenamento

COROA E SEMCOROA E SEM--FIMFIM

COROA E SEMCOROA E SEM--FIM / CARACTERÍSTICAS DIMENSIONAISFIM / CARACTERÍSTICAS DIMENSIONAIS

COROA E SEMCOROA E SEM--FIM / CARREGAMENTO E TENSÕES NO PARFIM / CARREGAMENTO E TENSÕES NO PAR

COROA E SEMCOROA E SEM--FIM / FABRICAÇÃO E CONTROLESFIM / FABRICAÇÃO E CONTROLES

�� AVANÇO

α = ângulo do cone


AVANÇO �� AVANÇO ��

COROA DIREITA COROA DIREITA

AVANÇO ��AVANÇO ��

HOB DIREITO HOB ESQUERDO

COROA ESQUERDA

HOB DIREITO

COROA ESQUERDA

HOB ESQUERDO


AVANÇO ��

AVANÇO ��AVANÇO

��

1º. AVANÇO

2º. AVANÇO

AVANÇO RADIAL

AVANÇO RADIAL + AXIAL


SEM-FIM COM COLOS RETIFICADOS

CONTROLE DE EXCENTRICIDADE

COROA E SEMCOROA E SEM--FIM / LUBRIFICANTESFIM / LUBRIFICANTES

COROA E SEMCOROA E SEM--FIM / CARREGAMENTO E CONTATOFIM / CARREGAMENTO E CONTATO

PARÂMETROS DE INFLUÊNCIA NA MANCHA DE CONTATO

COROA E SEMCOROA E SEM--FIM / CARREGAMENTO E CONTATOFIM / CARREGAMENTO E CONTATO

PINHÃO E CREMALHEIRAPINHÃO E CREMALHEIRA

PINHÃO E CREMALHEIRA PINHÃO E CREMALHEIRA –– CARACTERÍSTICAS DIMENSIONAISCARACTERÍSTICAS DIMENSIONAIS

PINHÃO E CREMALHEIRA PINHÃO E CREMALHEIRA -- CARREGAMENTOCARREGAMENTO

CREMALHEIRA CREMALHEIRA -- DESVIOSDESVIOS

CREMALHEIRA CREMALHEIRA -- FABRICAÇÃOFABRICAÇÃO

PINHÃO E CREMALHEIRA PINHÃO E CREMALHEIRA -- APLICAÇÃOAPLICAÇÃO

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