Resumo Aula Elementos de Maquinas III - Engrenagens e Cremalheira

ELEMENTOS DE MÁQUINAS III PROFCARLOS MIRANDA AWANO 1 ELEMENTOS DE MÁQUINAS III PROFCARLOS MIRANDA AWANO NORTON R L PROJETO DE MÁQUINAS UMA ABORDAGEM INTEGRADA 4ª ED PORTO ALEGRE BOOKMAN 2013CAP 12 RESUMO DA AULA ROTEIRO DE PROJETOS Quando duas engrenagens são colocadas em contato para formar um par de engrenagens como esse é costumeiro referirse à menor das duas engrenagens como um pinhão e a outra como engrenagem A lei fundamental de engrenamento afirma que a razão de velocidade angular das engrenagens de um par de engrenagens deve manterse constante durante o engrenamento A razão da velocidade angular mV é igual à razão do raio de referência primitivo da engrenagem de entrada para aquela da engrenagem de saída Uma aplicação comum das engrenagens reduz a velocidade e aumenta o torque para mover cargas mais pesadas como na transmissão de seu automóvel O ângulo de pressão φ de um par de engrenagens é definido como o ângulo entre a linha de ação normal comum e a direção da velocidade no ponto de referência primitivo tal que a linha de ação seja rodada de um ângulo φ em graus na direção de rotação da engrenagem movida Para que as engrenagens possam trabalhar juntas elas devem ser cortadas com o mesmo ângulo nominal de pressão A aplicação mais comum da cremalheira e pinhão é na conversão de movimento rotacional a reto ou viceversa Ela pode ser movida em ambas as direções portanto requer um freio se usado para suportar uma carga Um exemplo deste uso está no par pinhãocremalheira de direção de automóveis O pinhão é fixo à extremidade mais baixa da coluna de direção e roda com o volante de direção A cremalheira engrena com o pinhão e está livre de moverse para a esquerda e a direita em resposta ao ângulo imposto no volante de direção A cremalheira é também um elo em uma conexão de múltiplas barras que converte a translação linear da cremalheira para a quantidade apropriada de movimento angular de um elo em balanço atado ao conjunto da roda da frente a fim de girar a roda do carro Com um dente na forma involuta os erros na distância entre centros não afetarão a relação de velocidades Essa é a principal vantagem da involuta sobre todas as outras formas possíveis de dente e é a razão pela qual é usada quase universalmente para dentes de engrenagens A razão de contato mp define o número médio de dentes em contato em qualquer momento Se a razão de contato for 1 então um dente estará deixando o contato justamente quando o próximo está entrando em contato Isso é indesejável porque um pequeno erro no vão do dente causará oscilações na velociade vibração e barulho Além disso a carga será aplicada na ponta do dente criando os momentos fletores maiores possíveis Com razões de contato maiores que 1 existe a possibilidade de divisão da carga entre dentes Para razões de contato entre 1 e 2 que são comuns para engrenagens retas ainda haverá momentos durante o engrenamento em que um par de dentes estará recebendo toda a carga Contudo ocorrerá em direção ao centro da região de engrenamento onde a carga é aplicada em uma posição mais baixa do dente em vez de ser na ponta dele Esse ponto é chamado de o ponto mais alto de contato de um só dente ou HPSTC highest point of singletooth contact A razão de contato mínima aceitável para uma operação suave é 12 Uma razão de contato mínima de 14 é preferível e se for maior melhor A maior parte dos engrenamentos de engrenagens retas terá razões de contato entre 14 e 2 ELEMENTOS DE MÁQUINAS III PROFCARLOS MIRANDA AWANO 2 ELEMENTOS DE MÁQUINAS III PROFCARLOS MIRANDA AWANO NORTON R L PROJETO DE MÁQUINAS UMA ABORDAGEM INTEGRADA 4ª ED PORTO ALEGRE BOOKMAN 2013CAP 12 A Tabela 121 mostra as dimensões de engrenagens de dentes padronizados de altura completa como definidas pela AGMA e a Figura mostra suas formas para três ângulos de pressão padronizados Esses tamanhos padronizados de dente são mostrados na Tabela 122 em termos do passo diametral e na Tabela 123 em termos do módulo métrico ELEMENTOS DE MÁQUINAS III PROFCARLOS MIRANDA AWANO 3 ELEMENTOS DE MÁQUINAS III PROFCARLOS MIRANDA AWANO NORTON R L PROJETO DE MÁQUINAS UMA ABORDAGEM INTEGRADA 4ª ED PORTO ALEGRE BOOKMAN 2013CAP 12 As unidades do módulo são milímetros Infelizmente as engrenagens métricas não são intercambiáveis com as engrenagens estadunidenses a despeito de ambas terem formas de dente de involuta porque os padrões para os tamanhos de dente são diferentes ver a Tabela 123 Nomenclatura ELEMENTOS DE MÁQUINAS III PROFCARLOS MIRANDA AWANO 4 ELEMENTOS DE MÁQUINAS III PROFCARLOS MIRANDA AWANO NORTON R L PROJETO DE MÁQUINAS UMA ABORDAGEM INTEGRADA 4ª ED PORTO ALEGRE BOOKMAN 2013CAP 12 ELEMENTOS DE MÁQUINAS III PROFCARLOS MIRANDA AWANO 5 ELEMENTOS DE MÁQUINAS III PROFCARLOS MIRANDA AWANO NORTON R L PROJETO DE MÁQUINAS UMA ABORDAGEM INTEGRADA 4ª ED PORTO ALEGRE BOOKMAN 2013CAP 12