Engrenagem Espinha de Peixe vs. Engrenagem Helicoidal Dupla: Diferenças Principais Explicadas

Acionamentos mecânicos são usados para transmitir movimento, torque e potência do eixo motor (geralmente um motor principal como motor elétrico) para o eixo movido (como unidade da máquina). Existem quatro acionamentos mecânicos, a saber: acionamento por engrenagens, acionamento por correia, acionamento por corrente e acionamento por cabo. Cada um deles tem características específicas e é adequado para certos tipos de aplicações. Um acionamento por engrenagens é preferido para transmissão de potência em curta distância. É um acionamento positivo e pode ser projetado para transmitir potência em qualquer ângulo e qualquer plano. Existem quatro tipos básicos de engrenagens — engrenagem reta, engrenagem helicoidal, engrenagem cônica e engrenagem sem-fim. Uma engrenagem reta tem dentes retos paralelos ao eixo da engrenagem e pode transmitir potência entre eixos paralelos apenas. No entanto, devido ao contato súbito entre dentes de duas engrenagens retas acasaladas, o dente experimenta carga de choque ou impacto.

Problemas associados com carga de impacto podem ser eliminados utilizando engrenagem helicoidal. Como engrenagem reta, engrenagem helicoidal também é usada para eixos paralelos; no entanto, os dentes são cortados na forma de hélice no branco cilíndrico da engrenagem. Os dentes helicoidais de duas engrenagens acasaladas entram em contato gradualmente, resultando em carga gradual nos dentes (em vez de carga de impacto como no caso de engrenagem reta). Isso também aumenta a capacidade de transmissão de potência e, ao mesmo tempo, reduz vibração. No entanto, o perfil helicoidal do dente induz carga de impulso axial no mancal, que às vezes é deletéria e limita a velocidade máxima permitida de aplicação. A fim de eliminar a força de impulso mantendo a forma helicoidal dos dentes intacta, tanto engrenagem espinha de peixe quanto engrenagem helicoidal dupla podem ser empregadas.

Em ambos os casos, os dentes são cortados em duas metades do branco da engrenagem mantendo mesmo módulo, número de dentes e ângulo de hélice mas mão de hélice oposta. Assim, a força de impulso produzida por cada metade da engrenagem é igual e oposta e, assim, se anulam. Embora engrenagem espinha de peixe ou engrenagem helicoidal dupla seja livre de carga axial, existem poucas diferenças entre elas em termos de característica construtiva e sua fabricação. Na engrenagem helicoidal dupla, pequena folga de alívio é fornecida entre duas metades. Então, dentes de hélice de mão esquerda não tocam fisicamente os dentes de hélice de mão direita. No entanto, no caso de engrenagem espinha de peixe, tal folga não é fornecida e, assim, dentes tendo hélice de mão esquerda tocam os dentes tendo hélice de mão direita. Várias diferenças entre engrenagem espinha de peixe e engrenagem helicoidal dupla são dadas abaixo em formato de tabela.

Tabela: Diferença entre engrenagem espinha de peixe e engrenagem helicoidal dupla

Presença de folga de alívio: Uma folga de alívio entre os dentes de hélice de mão esquerda e hélice de mão direita é o principal fator diferenciador. Na engrenagem espinha de peixe, nenhuma folga é fornecida e, assim, dentes de hélice de mão esquerda permanecem em contato físico com dentes de hélice de mão direita. Na engrenagem helicoidal dupla, uma pequena folga (2 – 10cm baseada no tamanho) é mantida entre dentes de hélice de mão esquerda e hélice de mão direita.

Dificuldade na fabricação das engrenagens: Ao cortar os dentes da engrenagem para engrenagem espinha de peixe, o cortador não é permitido mover além da face dos dentes em um lado (onde a junção existe). Qualquer ultrapassagem criará sulco indesejado na outra metade, pois sulco ou espaço intermediário não existe. Isso torna a fabricação complicada e uma máquina dedicada é requerida para cortar tais dentes de engrenagem. No caso de engrenagem helicoidal dupla, a pequena folga de alívio permite que o cortador mova livremente além da face dos dentes. Devido à dificuldade na fabricação, custo da engrenagem espinha de peixe é marginalmente maior que o custo de engrenagem helicoidal dupla similar.

Largura axial: Largura ou espessura da engrenagem realmente determina resistência do dente e capacidade de transmissão de potência. Devido à presença de pequena folga de alívio na engrenagem helicoidal dupla, a largura da face do dente não é equivalente à largura da engrenagem. Para mesma largura da engrenagem e outras características, a largura da face do dente da engrenagem espinha de peixe será maior e, consequentemente, sua capacidade de transmissão será maior. Inversamente, para transmissão de potência especificada, uma engrenagem espinha de peixe mais fina pode ser empregada. Isso é particularmente adequado para projetar uma unidade de máquina compacta com espaço disponível limitado.

Comparação científica entre engrenagem espinha de peixe e engrenagem helicoidal dupla é apresentada neste artigo. O autor também sugere que você consulte as seguintes referências para melhor compreensão do tópico.

1. Design of Machine Elements by V. B. Bhandari (Fourth edition; McGraw Hill Education).
2. Machine Design by R. L. Norton (Fifth edition; Pearson Education).
3. A Textbook of Machine Design by R. S. Khurmi and J. K. Gupta (S. Chand; 2014).