Como projetar uma engrenagem cilíndrica forjada

Antes de começar a projetar sua própria engrenagem cilíndrica de dentes retos, você precisa entender seus principais componentes. Entre eles estão os tipos forjado, chavetado, estriado, com parafuso de fixação e outros. Compreender as diferenças entre esses tipos de engrenagens é essencial para tomar uma decisão informada. Para saber mais, continue lendo. Além disso, não hesite em me contatar para obter ajuda! Abaixo, listo algumas dicas e truques úteis para projetar uma engrenagem cilíndrica de dentes retos. Espero que elas o ajudem a projetar a engrenagem dos seus sonhos.

Forjamento de engrenagens cilíndricas de dentes retos

A forja de engrenagens cilíndricas de dentes retos é um dos processos mais importantes na fabricação de componentes de transmissão automotiva. O processo de fabricação é complexo e envolve diversas etapas, como esferoidização do tarugo, forjamento a quente, recozimento, fosfatização e saponificação. O material utilizado para engrenagens cilíndricas de dentes retos é tipicamente o aço 20CrMnTi. O processo é concluído aplicando-se um método de extrusão contínua com matrizes projetadas para o comprimento da faixa de dimensionamento L e a espessura do ângulo de corte T.
O processo de forjamento de engrenagens cilíndricas de dentes retos também pode utilizar poliacetal (POM), um plástico resistente comumente usado na fabricação de engrenagens. Este material é fácil de moldar e dar forma e, após o endurecimento, torna-se extremamente rígido e resistente à abrasão. Diversos metais e ligas são utilizados para engrenagens cilíndricas de dentes retos, incluindo aço forjado, aço inoxidável e alumínio. Abaixo, listamos os diferentes tipos de materiais utilizados na fabricação de engrenagens, bem como suas vantagens e desvantagens.
O tamanho do dente de uma engrenagem cilíndrica de dentes retos é medido em módulos, ou m. Cada número representa a quantidade de dentes na engrenagem. À medida que o número de dentes aumenta, o tamanho do dente também aumenta. Em geral, quanto maior o número de dentes, maior o módulo. Uma engrenagem com alto módulo possui um grande ângulo de pressão. É importante lembrar também que as engrenagens cilíndricas de dentes retos devem ter o mesmo módulo das engrenagens que acionam.

Engrenagens cilíndricas de dentes retos com parafuso de fixação

Uma indústria moderna não pode funcionar sem engrenagens cilíndricas de dentes retos com parafuso de fixação. Essas engrenagens são altamente eficientes e amplamente utilizadas em diversas aplicações. Seu projeto envolve o cálculo da velocidade e do torque, ambos fatores críticos. O modelo MEP, por exemplo, considera a variação da rigidez de um par de dentes ao longo de seu percurso. Os resultados são usados ​​para determinar o tipo de engrenagem cilíndrica de dentes retos necessário. Abaixo, seguem algumas dicas para escolher uma engrenagem cilíndrica de dentes retos:
Tipo A. Este tipo de engrenagem não possui cubo. A engrenagem em si é plana com um pequeno furo no meio. Engrenagens com parafuso de fixação são mais comumente usadas em aplicações leves, sem cargas. A espessura do metal pode variar de 0,25 mm a 3 mm. Engrenagens com parafuso de fixação também são usadas em máquinas grandes que precisam ser fortes e duráveis. Este artigo apresenta os diferentes tipos de engrenagens cilíndricas de dentes retos e como elas diferem entre si.
Engrenagens com pino e cubo. As engrenagens cilíndricas com pino e cubo utilizam um parafuso de fixação para prender o pino. Essas engrenagens são frequentemente conectadas a um eixo por meio de pinos guia, pinos de mola ou pinos elásticos. O pino é perfurado com o diâmetro preciso para encaixar dentro da engrenagem, de modo que não se solte. As engrenagens cilíndricas com pino e cubo possuem altas tolerâncias, pois o furo não é grande o suficiente para prender completamente o eixo. Este tipo de engrenagem é geralmente o mais caro dos três.

Engrenagens cilíndricas de dentes retos com chaveta

Na indústria moderna atual, as transmissões por engrenagens cilíndricas de dentes retos são amplamente utilizadas para transferir potência. Esses tipos de transmissões oferecem excelente eficiência, mas podem ser suscetíveis a perdas de potência. Essas perdas devem ser estimadas durante o processo de projeto. Um componente fundamental dessa análise é o cálculo da área de contato (2b) do par de engrenagens. No entanto, esse valor não é necessariamente aplicável a todas as engrenagens cilíndricas de dentes retos. Veja a seguir alguns exemplos de como calcular essa área. (Ver Figura 2)
As engrenagens cilíndricas de dentes retos caracterizam-se por terem dentes paralelos aos eixos e uma velocidade de linha de passo de até 25 m/s, considerada elevada. Além disso, são mais eficientes do que as engrenagens helicoidais de mesmo tamanho. Ao contrário das engrenagens helicoidais, as engrenagens cilíndricas de dentes retos são geralmente consideradas engrenagens positivas. São frequentemente utilizadas em aplicações onde o controle de ruído não é um fator crítico. A simetria das engrenagens cilíndricas de dentes retos torna-as especialmente adequadas para aplicações que exigem velocidade constante.
Além de utilizar engrenagens helicoidais de dentes retos para a transmissão, as engrenagens também podem ter um formato de dente padrão. Ao contrário das engrenagens helicoidais, as engrenagens de dentes retos com formato de dente involuto possuem raízes espessas, o que evita o desgaste dos dentes. Essas engrenagens são facilmente fabricadas com ferramentas de produção convencionais. O formato involuto é uma escolha ideal para produção em pequena escala e é um dos tipos mais populares de engrenagens de dentes retos.

Engrenagens cilíndricas de dentes retos

Ao considerar os tipos de engrenagens cilíndricas de dentes retos utilizadas, é importante observar as diferenças entre elas. Uma engrenagem cilíndrica de dentes retos, também chamada de engrenagem involuta, gera torque e regula a velocidade. É mais comum em motores de automóveis, mas também é utilizada em eletrodomésticos do dia a dia. No entanto, uma das desvantagens mais significativas das engrenagens cilíndricas de dentes retos é o ruído. Como as engrenagens cilíndricas de dentes retos engrenam apenas um dente por vez, elas criam uma grande quantidade de tensão e ruído, tornando-as inadequadas para o uso diário.
O gráfico de distribuição de tensão de contato representa a área do flanco de cada dente da engrenagem e a distância nas direções axial e de perfil. Uma área de contato elevada está localizada em direção ao centro da engrenagem, o que é causado pela microgeometria da mesma. Um valor de l positivo indica que não há desalinhamento dos dentes da estria na interface com a hélice. O oposto é verdadeiro para valores de l negativos.
Utilizando uma técnica de limite superior, Abdul e Dean estudaram a forja de engrenagens cilíndricas de dentes retos. Eles assumiram que o perfil do dente seria uma linha reta. Também examinaram a pressão de forjamento adimensional de uma estria. Engrenagens cilíndricas de dentes retos com estrias são comumente usadas em motores, caixas de engrenagens e furadeiras. A resistência das engrenagens cilíndricas de dentes retos e das estrias depende principalmente de seus raios e diâmetro dos dentes.
Engrenagens cilíndricas de aço inoxidável SUS303 e SUS304

As engrenagens cilíndricas de aço inoxidável são fabricadas utilizando diferentes técnicas, que dependem do material e da aplicação. O processo mais comum utilizado na sua fabricação é o corte. Outros processos incluem laminação, fundição e forjamento. Além disso, as engrenagens cilíndricas de plástico são produzidas por moldagem por injeção, dependendo da quantidade de produção necessária. As engrenagens cilíndricas de aço inoxidável SUS303 e SUS304 podem ser fabricadas utilizando uma variedade de materiais, incluindo aço carbono estrutural S45C, ferro fundido cinzento FC200, metal não ferroso C3604, plástico de engenharia MC901 e aço inoxidável.
As diferenças entre as engrenagens cilíndricas de aço inoxidável 304 e 303 residem em sua composição. Os dois tipos de aço inoxidável compartilham um design comum, mas possuem composições químicas distintas. A China e o Japão utilizam as siglas SUS304 e SUS303, que se referem às suas diferentes composições. Assim como ocorre com a maioria dos aços inoxidáveis, as duas classes são fabricadas para uso em aplicações industriais, como engrenagens planetárias e engrenagens cilíndricas.

Engrenagens cilíndricas de aço inoxidável

Existem vários aspectos a serem considerados em uma engrenagem cilíndrica de aço inoxidável, incluindo o passo diametral, o número de dentes por unidade de diâmetro e a velocidade angular dos dentes. Todos esses aspectos são cruciais para o desempenho de uma engrenagem cilíndrica, e as medidas dimensionais corretas são essenciais para o projeto e a funcionalidade da mesma. Profissionais da indústria devem estar familiarizados com a terminologia utilizada para descrever as peças de engrenagens cilíndricas, tanto para garantir clareza na produção quanto nos pedidos de compra.
Uma engrenagem cilíndrica de dentes retos é um tipo de engrenagem cilíndrica de precisão com dentes paralelos dispostos em uma borda. Ela é utilizada em diversas aplicações, como motores de popa, guinchos, equipamentos de construção, equipamentos para jardinagem e paisagismo, acionamentos de turbinas, bombas, centrífugas e uma variedade de outras máquinas. Uma engrenagem cilíndrica de dentes retos é geralmente feita de aço inoxidável e possui alta durabilidade. É o tipo de engrenagem mais comumente utilizado.
As engrenagens cilíndricas de aço inoxidável podem ser encontradas em diversos formatos e tamanhos. Geralmente, são fabricadas em aço inoxidável SUS304 ou SUS303, materiais utilizados devido à sua alta usinabilidade. Essas engrenagens são então submetidas a tratamento térmico por nitretação ou indução na superfície dos dentes. Diferentemente das engrenagens convencionais, que necessitam de retificação dos dentes após o tratamento térmico, as engrenagens cilíndricas de aço inoxidável apresentam baixa taxa de desgaste e alta usinabilidade.

editor by CX 2023-04-18