Escolhendo Entre Engrenagens Helicoidais e Sistemas de Cremalheira e Pinhão Helicoidais

Engrenagens Retas: Vantagens e Desvantagens

Engrenagens helicoidais funcionam mais suavemente e silenciosamente comparadas a engrenagens retas. Esta diferença é devida à maneira oblíqua como seus dentes interagem sobre o eixo de rotação. Este eixo pode ser paralelo ou geralmente cruzado em um ângulo de 90°. No caso de cruzamento, engrenagens helicoidais são usadas junto com uma engrenagem sem-fim, embora nestes casos duas engrenagens cônicas possam alternativamente ser usadas.

Quando dois dentes se movem, o contato é gradual, começando em uma extremidade do dente e permanecendo em contato com a engrenagem que gira até que o contato total seja alcançado. Um ângulo de hélice típico é de cerca de 15 a 30 graus. Por outro lado, a carga longitudinal muda em proporção direta ao tamanho da tangente do ângulo de hélice.

Engrenagens helicoidais de eixos cruzados: Estas são as mais simples na categoria de engrenagens helicoidais. Elas criam uma ação de rosqueamento ou cunha como resultado de alto deslizamento ao longo dos lados do dente.

Engrenagens helicoidais de eixos paralelos: consistem de um número infinito de engrenagens alternadas de pequena espessura. Isso fará com que cada dente seja enviesado ao longo do lado como se fosse uma hélice cilíndrica. Quando em contato umas com as outras, elas devem ter o mesmo ângulo de hélice, mas em direções opostas. Como resultado do ângulo da hélice, há um empuxo axial além da carga.

Engrenagens duplas helicoidais, ou "espinha de peixe": Elas são uma combinação de hélice do lado direito e lado esquerdo. O empuxo axial absorvido pelos rolamentos das engrenagens helicoidais é uma desvantagem.

Vantagens das Engrenagens Helicoidais

• Os dentes angulados trabalham mais gradualmente, permitindo operação de engrenagem mais suave e silenciosa comparada a engrenagens retas ou rodas dentadas.
• Engrenagens helicoidais duram mais e são ideais para aplicações de alta carga, pois têm maior quantidade de dentes em contato.
• A carga é distribuída entre vários eixos em todos os momentos, o que produz menos desgaste.
• Elas podem transferir movimento e potência tanto entre eixos paralelos quanto de ângulo reto.

Engrenagens helicoidais metálicas

Desvantagens

Uma das desvantagens destas engrenagens é o empuxo ao longo do eixo da engrenagem que deve ser compensado usando rolamentos de empuxo apropriados. Há mais atrito de deslizamento entre os dentes. Isso causa desgaste aumentado durante a operação e a necessidade de sistemas de lubrificação.

A eficiência de engrenagens helicoidais é menor devido ao contato entre os dentes, que cria pressão axial e gera calor. Mais perda de energia reduz desempenho.

Custos de produção mais altos que engrenagens retas.

Engrenagens: Vantagens e Desvantagens

Engrenagens retas ou engrenagens são o tipo mais comum de engrenagens e são diferentes de outras porque seus dentes estão alinhados ao longo de eixos paralelos. Elas são usadas para alcançar altas relações de engrenagem, velocidades baixas e médias. Engrenagens retas são muito úteis quando movimento precisa ser transferido de um eixo para outro que é paralelo e próximo.

Vantagens das Engrenagens Retas

• Elas podem ser usadas para transferir uma quantidade significativa de potência (até aproximadamente 50.000 kW).
• Elas são muito confiáveis.
• Estas peças são as mais simples para projetar e fabricar. Um projeto de atuação que envolve engrenagens retas pode ser implantado mais rápido.
• Elas fornecem uma relação de engrenagem constante e estável.

A engrenagem reta parece ser mais eficiente comparada a uma engrenagem helicoidal do mesmo tamanho.

Como o dente é paralelo ao seu eixo, nenhuma força axial é gerada. Portanto, os eixos da engrenagem podem ser facilmente montados com rolamentos de esferas.

Engrenagem reta de plástico

• Estas são engrenagens de baixa velocidade.
• Elas não podem transmitir potência entre eixos não-paralelos.
• Engrenagens retas geram muito ruído ao operar em altas velocidades.
• Os dentes da roda estão sujeitos a alta tensão.
• Elas não podem ser usadas para transmitir energia por longas distâncias.
• Elas não são tão resilientes comparadas a outros tipos de engrenagens.

Quanto às suas aplicações, elas são frequentemente usadas em setores onde desaceleração é requerida e níveis de som não são tão importantes como quando se trata de vendas ou indústria de sistemas de segurança. Elas também veem uma aplicação importante ao transmitir movimento em um motor de engrenagem planetária.

Cremalheira e Pinhão

Cremalheiras de engrenagem são usadas para transformar movimento rotativo em movimento linear. A cremalheira tem dentes retos cortados em uma face de uma seção quadrada ou redonda da haste e engrena com um pinhão, que é uma pequena engrenagem cilíndrica engrenada com uma cremalheira. Geralmente, cremalheira e pinhão são coletivamente referidos como "cremalheira e pinhão". Existem muitas maneiras de usar engrenagens.

Para fornecer muitas variedades de cremalheira e pinhão, muitos tipos de cremalheiras estão disponíveis em estoque. Se a aplicação requer um comprimento longo que requer muitas cremalheiras conectadas em série, temos cremalheiras com bordas de dente corretamente configuradas. Estas são referidas como "cremalheiras de extremidade usinada". Quando a cremalheira é fabricada, o processo de corte de dente e o processo de tratamento térmico podem causar sua paralisação. Podemos controlar isso com prensas especiais e processos de reparo.

Existem aplicações onde a cremalheira é estacionária enquanto a cremalheira está se movendo e outras onde a cremalheira gira em torno de um eixo fixo enquanto a cremalheira está se movendo. A primeira é amplamente usada em sistemas de transporte, enquanto a última pode ser usada em sistemas de extrusão e aplicações de elevação/abaixamento.

Como elemento mecânico transmitindo movimento rotativo em movimento linear, cremalheiras são frequentemente comparadas a fusos de esferas. Existem vantagens e desvantagens em usar cremalheiras em vez de fusos de esferas. As vantagens da barra dentada são sua simplicidade mecânica, alta capacidade de carga e sem restrições quanto a comprimento, etc. No entanto, a desvantagem é a folga. A vantagem de um fuso de esferas é alta precisão e menos folga, enquanto sua desvantagem é que o comprimento é limitado devido à deflexão.

Cremalheira e pinhões são usados para mecanismos de elevação (movimento vertical), movimento horizontal, mecanismos de posicionamento, paradas e permitem rotação síncrona de vários eixos em máquinas industriais em geral. Por outro lado, eles também são usados em sistemas de direção para mudar a direção de viagem de carros. As características dos sistemas de direção de cremalheira e pinhão são: estrutura simples, alta rigidez, pequeno e leve, e excelente responsividade. Graças a este mecanismo, o pinhão, montado no eixo de direção, engrena com a cremalheira de direção, que transmite o movimento rotacional para os lados (transformando-o em movimento linear), para que você possa dirigir a roda. Além disso, cremalheiras e engrenagens são usadas para vários outros propósitos como brinquedos e travas laterais.

Engrenagens retas são tipicamente usadas em máquinas onde atuações devem operar em faixas de velocidade mais altas (máquinas de hospitalidade) ou níveis de ruído mais baixos (indústrias automotiva ou de ar condicionado). Elas também são comumente usadas em máquinas onde transmissão de alto torque ao longo de eixos paralelos é requerida.