Caixa de engrenagens helicoidais de alta eficiência, fabricada na China, de boa qualidade, para o mercado europeu. Caixa de engrenagens helicoidais para motores.

Como projetar uma caixa de engrenagens helicoidais

Basicamente, uma engrenagem é uma peça rotativa circular de uma máquina que possui dentes para transmitir torque ou velocidade. As engrenagens funcionam com um princípio semelhante ao das alavancas. No entanto, as engrenagens geralmente são assimétricas e possuem dentes que se encaixam e trabalham juntos para transmitir torque ou velocidade.

Ângulo da hélice

Quer você esteja procurando por uma caixa de engrenagens de ângulo reto ou uma caixa de engrenagens helicoidal, o ângulo dos dentes é uma consideração importante. Ele afeta as relações de contato, a força radial e a capacidade de torque da engrenagem.
Uma caixa de engrenagens helicoidais utiliza os mesmos elementos básicos de uma engrenagem cilíndrica de dentes retos, exceto pelo fato de possuir dentes mais próximos uns dos outros. Ela também é mais adequada para aplicações de alta carga e mais silenciosa do que as engrenagens convencionais. As principais diferenças entre uma caixa de engrenagens helicoidal e uma engrenagem cilíndrica de dentes retos são o passo e o ângulo da hélice.
O passo de uma engrenagem helicoidal é medido no plano perpendicular à direção dos dentes. Também pode ser chamado de passo circular. O passo de uma engrenagem helicoidal pode ser maior ou menor que o passo circular.
O passo normal de uma engrenagem helicoidal também é medido no plano perpendicular à sua direção de rotação. É frequentemente chamado de valor de referência.
Diferentemente da engrenagem cilíndrica de dentes retos, a engrenagem helicoidal não possui um ângulo de pressão ideal único. A relação de contato de uma engrenagem helicoidal diminui à medida que o ângulo de pressão aumenta. Isso ocorre porque o comprimento da linha de contato diminui.
O passo de uma caixa de engrenagens planetária helicoidal pode ser calculado dividindo-se o ângulo total da hélice do pinhão e da engrenagem pela soma de seus ângulos de pressão normais. O ângulo da hélice geralmente fica entre 15 e 30 graus.

Distância central

Durante o projeto de uma caixa de engrenagens helicoidais, a distância entre centros das engrenagens é um parâmetro de entrada crucial. Essa distância deve ser calculada com precisão e ajustada de acordo com as condições reais de uso. Distâncias entre centros insuficientes fazem com que a engrenagem engrene em um ponto diferente do ponto primitivo, o que pode levar a aumento de ruído, desgaste prematuro e vibrações moduladas em amplitude.
A melhor maneira de calcular a distância entre centros de uma engrenagem helicoidal é calcular o ângulo da hélice. Isso é frequentemente chamado de regra fundamental das engrenagens. O ângulo da hélice é uma expressão matemática que define a relação entre os planos transversal e normal do dente da engrenagem. O diâmetro do círculo primitivo aumenta com o ângulo da hélice.
O número de dentes em uma engrenagem também é um parâmetro de entrada relevante. Há diversas considerações a serem feitas para determinar o ângulo da hélice, como a profundidade do dente, o diâmetro primitivo, o número de dentes e os raios do círculo de indexação. A profundidade do dente é uma maneira útil de calcular a folga inferior.
Durante o projeto de uma engrenagem helicoidal, são geradas forças de empuxo radial e axial. A folga angular de uma engrenagem pode variar dependendo do tipo de engrenagem, do diâmetro primitivo e da relação de transmissão. O comprimento total das linhas de contato varia mais gradualmente com o ângulo da hélice.
O número de seções transversais em uma engrenagem helicoidal também é importante. O formato de módulo radial é mais econômico de fabricar. A caixa de engrenagens helicoidais pode ser produzida utilizando as mesmas ferramentas de corte de dentes que as engrenagens cilíndricas de dentes retos.

Retaliação

A rotação suave das engrenagens em contato é importante. No entanto, a folga é um problema que precisa ser resolvido. Existem várias maneiras de controlar a folga. A quantidade de folga necessária depende da aplicação, do tamanho e da precisão das engrenagens.
Existem duas maneiras básicas de reduzir a folga. A primeira é diminuir a distância entre os centros das engrenagens. A segunda é usar engrenagens com mola. Esta última funciona melhor em transmissões unidirecionais de baixo torque.
A diferença entre as distâncias é chamada de relação de contato transversal. Quanto maior a distância, maior o movimento rotacional necessário. A folga angular é o oposto da folga radial.
A folga também pode ser medida em termos da distância angular entre duas engrenagens. Essa medida pode ser convertida em um valor angular no círculo primitivo de operação. Uma engrenagem sem-fim é outro exemplo.
Utilizar a calculadora de folga correta pode determinar a folga ideal para sua caixa de engrenagens helicoidais. A quantidade de folga depende da precisão de cada engrenagem e do tipo de caixa de engrenagens.
A caixa de engrenagens também possui componentes como polias, rolamentos e rodas. Existem diversas maneiras de reduzir a folga, incluindo o uso de parafusos e calços para diminuir a distância entre os centros das engrenagens. Em aplicações de serviço pesado, é comum o uso de uma montagem rígida aparafusada.
Para calcular a folga de uma transmissão por engrenagens, é necessário conhecer a relação de transmissão de cada engrenagem na transmissão e o quanto ela está acoplada ao eixo de referência. Essa informação é especialmente útil para o cálculo da folga acumulada.

Durabilidade

O projeto, os materiais, a fabricação e os procedimentos de manutenção ideais afetam o ciclo de vida de uma engrenagem. Isso inclui os custos de produção, reparo e substituição. O cronograma de manutenção ideal também deve levar em consideração os custos do ciclo de vida.
A vida útil de uma engrenagem pode ser prolongada com um alívio adequado na ponta dos dentes. Isso reduzirá o desgaste, melhorará o encaixe e aumentará a durabilidade da sua engrenagem.
A caixa de engrenagens helicoidais é um tipo especializado de caixa de engrenagens que transforma a potência de um eixo em ângulo reto para outro. Aplicações típicas incluem transmissões automotivas. É uma escolha popular em aplicações com alta velocidade, alta carga ou eixos não paralelos. É mais silenciosa e suave do que as engrenagens cilíndricas de dentes retos. O método de produção modular usado em caixas de engrenagens helicoidais proporciona o melhor padrão possível em termos de integridade e desempenho dos componentes.
Um dos componentes mais importantes de uma caixa de engrenagens helicoidal são os rolamentos de encosto. Estes suportam as forças de empuxo criadas pelas engrenagens e podem absorver parte delas. Uma caixa de engrenagens helicoidal é mais adequada para aplicações de alta carga que exigem um movimento de engrenagem suave.
Uma boa caixa de engrenagens helicoidais é aquela fabricada com rolamentos capazes de suportar carga axial. Uma caixa de engrenagens helicoidal com canal central é frequentemente necessária para folga da ferramenta. O ângulo da hélice também influencia sua durabilidade.
O ângulo da hélice também é a fonte da maior força de empuxo produzida por uma engrenagem helicoidal. Essa grande força de empuxo é produzida por uma série de dentes com corte em ângulo especial. Essa pode ser uma das razões pelas quais as engrenagens helicoidais têm sido usadas em aplicações de alta velocidade.

Barulho

De modo geral, as engrenagens helicoidais são consideradas relativamente mais silenciosas do que as engrenagens cilíndricas de dentes retos. Estima-se que um conjunto de engrenagens helicoidais com relação de contato axial de 2 seja cerca de 19 dB mais silencioso do que um conjunto de engrenagens cilíndricas de dentes retos com a mesma relação de contato.
O termo "zumbido" é frequentemente usado para descrever a característica tonal do ruído de engrenagens. Isso é uma função das forças dinâmicas que atuam no engrenamento das engrenagens. Essas forças dinâmicas estão relacionadas à velocidade de rotação.
Existem dois tipos principais de ruído de engrenagem: o ruído específico da engrenagem e o ruído dos componentes periféricos. Ambos os tipos podem ser causados ​​por engrenagens de alta velocidade que transmitem a potência de um motor.
O ruído específico da engrenagem pode estar relacionado ao número de dentes em contato. Uma baixa relação de contato pode diminuir a velocidade de rotação da engrenagem acionada. No entanto, uma alta relação de contato não reduzirá o erro de transmissão. É por isso que é importante priorizar a intenção do projeto antes de tentar quaisquer medidas de redução de ruído.
O timbre característico do ruído da engrenagem pode ser determinado através da coleta e análise de dados ao longo de um período. Isso pode incluir uma série de testes com cargas dentro da faixa de carga desejada. Essa medição pode servir como ponto de partida para a análise da causa raiz do problema na caixa de engrenagens.
O ruído específico da marcha possui diversos mecanismos. Estes incluem o sinal de erro de transmissão mencionado anteriormente e o ruído agudo específico da marcha.

Aplicações

Diversos setores industriais, como o de plásticos, impressão, cimento e outros ambientes industriais pesados, utilizam caixas de engrenagens helicoidais. Suas vantagens incluem baixo consumo de energia, operação silenciosa e capacidade de suportar altas cargas. No entanto, existem algumas limitações. Por exemplo, o calor gerado pelo contato deslizante prejudica a eficiência. Deve-se notar também que o peso da engrenagem afeta seu desempenho.
Existem duas maneiras de engrenar engrenagens helicoidais. O primeiro método consiste em posicionar os eixos orientados em um determinado ângulo de hélice, formando uma engrenagem. O segundo método consiste em posicionar os eixos orientados em um ângulo de hélice diferente. Essa diferença angular é denominada ângulo de hélice.
A caixa de engrenagens helicoidal é a mais utilizada. Ela é compacta e opera com alta eficiência. É útil para acionar transportadores, resfriadores e máquinas. Também é utilizada em sistemas de controle de automação.
Engrenagens helicoidais são frequentemente escolhidas em vez de engrenagens cilíndricas de dentes retos para eixos não paralelos. Elas também são usadas em caixas de engrenagens para aplicações automotivas e em elevadores. Além disso, reduzem as vibrações.
As engrenagens são feitas de dentes especiais angulados em relação a um eixo. Elas também são cortadas em ângulo, o que permite o engrenamento perpendicular. Podem ser divididas em duas categorias básicas: engrenagens de eixos cruzados e engrenagens helicoidais simples. As engrenagens helicoidais simples podem ser dextrógiras ou levógiras. As engrenagens de eixos cruzados são geralmente usadas para conectar eixos paralelos.

Editor por CX 2023-10-19