7 tipos de engrenagens explicados: Um guia completo

O que são engrenagens?

Engrenagens são peças redondas com dentes. Estes dentes ajudam a mover a energia de uma peça rotativa para outra. As engrenagens ajudam as máquinas a funcionar:

Mudança potência de um sítio para outro
Fazer girar as coisas mais rápido ou mais lento
Alterar o direção as coisas mudam

As engrenagens estão presentes em muitas coisas que vemos todos os dias, como carros, relógios e bicicletas!

7 Principais tipos de engrenagens

Vejamos o grande tipos de engrenagens e o que faz cada uma delas especial!

1. Engrenagens de dentes retos

Engrenagens de dentes rectos ter dentes rectos que sobressaem. São o tipo de equipamento mais comum.

O que fazem: Movimentar a potência entre peças que funcionam lado a lado
Onde os encontra: Relógios, carrinhos de brincar e passadeiras móveis
Coisas boas: Funciona muito bem (85-98% eficiente)
Não tão bom: Pode ser ruidoso

Facto engraçado: Cerca de 65% de todos os sistemas de engrenagens nas fábricas utilizam engrenagens de dentes rectos!

2. Engrenagens helicoidais

Engrenagens helicoidais têm dentes que vão a uma ângulo. Parece que se torcem à volta da engrenagem.

O que fazem: Movimentar a potência de forma suave e com menos ruído
Onde os encontra: Peças para automóveis e bombas de água
Coisas boas20% mais forte do que as engrenagens de dentes rectos e 6-12 dB mais silencioso
Não tão bom: Empurrar para o lado ao virar

Os automóveis Toyota utilizam engrenagens helicoidais para que os seus automóveis híbridos funcionem de forma mais silenciosa.

3. Engrenagens cónicas

Engrenagens cónicas parecer cones com dentes. Ajudam a fazer curvas com potência.

O que fazem: Mudar a direção de viragem em 90 graus
Onde os encontra: Berbequins manuais e peças de automóvel
Coisas boas: Potência de viragem nas curvas
Não tão bom: Difícil de fazer

Os helicópteros utilizam engrenagens cónicas especiais para ajudar a mover as suas grandes pás! [Podes ver engrenagens cónicas feitas com fresagem CNC de precisão quando são necessárias peças muito exactas.

4. Engrenagens sem-fim

Engrenagens de parafuso sem-fim ter um parafuso forma que faz girar uma roda. São diferentes das outras engrenagens!

O que fazem: Abrandar muito a viragem (até uma relação de 100:1)
Onde os encontra: Elevadores e grandes máquinas
Coisas boas: Pode impedir que as coisas andem para trás
Não tão bom: Pode desperdiçar alguma energia como calor

Os elevadores utilizam engrenagens sem-fim como dispositivos de segurança que os impedem de cair!

5. Cremalheira e pinhão

A cremalheira e pinhão tem um barra reta com dentes e uma pequena engrenagem redonda.

O que fazem: Transformar o movimento giratório em movimento retilíneo
Onde os encontra: Direção de automóveis e algumas máquinas
Coisas boas: Design simples
Não tão bom: Necessita de uma boa configuração para funcionar bem

6. Engrenagens planetárias

Engrenagens planetárias ter um centro "sol" com uma engrenagem mais pequena "planeta" à sua volta.

O que fazem: Mudar muito a velocidade num espaço pequeno
Onde os encontra: Turbinas eólicas e automóveis
Coisas boas: 3 vezes mais potente do que outras engrenagens no mesmo espaço
Não tão bom: Mais complexo

As turbinas eólicas utilizam engrenagens planetárias para transformar o movimento lento das grandes pás em rotação rápida para produzir energia. As engrenagens planetárias necessitam frequentemente de maquinagem de metais por medida para funcionar corretamente.

7. Engrenagens internas

Engrenagens internas têm dentes no no interior de um anel em vez do exterior.

O que fazem: Ajudar a fazer funcionar os sistemas planetários
Onde os encontra: Em conjuntos de engrenagens planetárias
Coisas boas: Poupar espaço
Não tão bom: Difícil de fazer

Tipos de engrenagens especiais

Existem alguns especial para determinados trabalhos:

Engrenagens hipóides: Utilizado nos automóveis para os fazer funcionar 15% melhor com gasolina
Engrenagens em espinha de peixe: Dentes helicoidais duplos que não empurram para os lados
Engrenagens estriadas: Forma especial para fixar nos eixos
Engrenagens magnéticas: Trabalhar sem tocar (utilizado em robots)

Escolher o tipo de engrenagem correto

Como é que se escolhe o melhor equipamento? Pense nestas coisas:

Aspectos fundamentais a ter em conta:

O que é necessário	Melhor tipo de equipamento	Porque é que funciona
Funcionamento silencioso	Engrenagens helicoidais	Os dentes angulares fazem menos ruído
Espaço reduzido	Engrenagens planetárias	3x mais potência no mesmo espaço
Rotação em ângulo reto	Engrenagens cónicas	A forma de cone vira as esquinas
Alta velocidade	Engrenagens helicoidais	Funcionamento suave a altas velocidades
Movimento unidirecional	Engrenagens de parafuso sem-fim	Não pode ser virado para trás
Movimento retilíneo	Cremalheira e pinhão	Transforma a rotação em movimento retilíneo

Para trabalhos diferentes:

Automóveis: Utilizar engrenagens hipóides e planetárias
Aviões: Utilizar engrenagens cónicas leves e fortes
Robôs: Necessidade de engrenagens de dentes rectos e magnéticas de precisão

As empresas que fabricam robôs precisam de serviços de retificação de precisão para as suas engrenagens.

Materiais de engrenagem

As engrenagens podem ser fabricadas a partir de vários coisas diferentes:

Metal: Aço, ferro, latão, bronze
Plástico: Nylon, acetal, POM
Outros: Fibra de carbono, madeira (para algumas coisas)

Porque é que o material é importante:

Aço as engrenagens são muito fortes mas pesadas
Plástico as mudanças são silenciosas mas não tão fortes
Bronze as engrenagens funcionam bem com o aço e ajudam a reduzir o atrito

Para engrenagens de plástico, Plástico CNC a maquinagem dá bons resultados.

Como são feitas as engrenagens

As engrenagens têm de ser muito bem feitas precisamente. São fabricados por:

Corte: Utilização de máquinas especiais para cortar dentes
Tratamento térmico: Tornar o metal mais duro
Impressão 3D: Para engrenagens de plástico e peças de teste

Problemas e correcções de engrenagens

As engrenagens podem ter problemas. Eis algumas das mais comuns:

Ruído: Utilizar engrenagens helicoidais ou uma melhor lubrificação
Desgaste: Escolha materiais mais duros ou melhor acabamento de superfície
Quebrando: Não fazer demasiada força na engrenagem

Padrões de engrenagem

As engrenagens seguem regras especiais para que trabalhem em conjunto:

ISO 1328: Regras para a exatidão das engrenagens
AGMA 2000: Regras para a carga que as engrenagens podem suportar
DIN 3961: Regras para tolerâncias de engrenagens

Mais de 70% de engrenagens industriais seguem estas regras.

Perguntas que as pessoas fazem

Qual é o tipo de equipamento mais resistente?

As engrenagens de dentes rectos e helicoidais feitas de aço temperado são as mais fortes para a maioria dos trabalhos.

Que tipo de engrenagem é melhor para alta velocidade?

As engrenagens helicoidais retificadas com precisão funcionam melhor em altas velocidades porque funcionam suavemente.

Como é que posso tornar as engrenagens mais silenciosas?

Utilize engrenagens helicoidais ou em espinha de peixe e mantenha-as bem lubrificadas.

O que faz com que as engrenagens se partam?

Mau alinhamento, lubrificação deficiente ou aplicação de demasiada força.

Resumo

As engrenagens são fantástico peças que ajudam as máquinas a funcionar. Desde a simples engrenagem de dentes rectos até aos complexos sistemas planetários, cada tipo tem uma função especial.