Os métodos de transmissão em equipamentos incluem transmissão mecânica, hidráulica, elétrica e magnética. A transmissão mecânica, por sua vez, divide-se em transmissão por atrito (com correias, correntes etc.), transmissão mecânica (com acoplamentos, juntas universais etc.) e transmissão por engrenamento (com engrenagens).
A transmissão por engrenagens é muito comum. Para determinar a vida nominal do rolamento e selecionar o tamanho e o modelo adequados de rolamentos, é fundamental considerar as forças no ponto de engrenamento e a carga transmitida aos rolamentos.
Tipos de Engrenagens
Engrenagens retas: Engrenagens retas são o tipo mais simples, com dentes paralelos ao eixo da engrenagem.
Engrenagens helicoidais: os dentes das engrenagens helicoidais não são paralelos ao eixo, o que gera forças axiais. Nesses casos, são necessários rolamentos capazes de absorver essas forças.
Engrenagens em espinha de peixe: são compostas por duas engrenagens helicoidais com orientações opostas, anulando as forças axiais.
Engrenagens cônicas: Engrenagens cônicas transmitem potência entre dois eixos concorrentes, frequentemente em ângulo reto. Existem dois tipos: engrenagens cônicas retas e engrenagens cônicas espirais.
Engrenagens hipoides: transmitem movimento entre dois eixos não paralelos e não concorrentes.
Engrenagens sem-fim: Engrenagens sem-fim são utilizadas para transmitir potência e movimento entre dois eixos perpendiculares.
Parâmetros básicos da engrenagem
Ângulo de pressão (α): ângulo agudo entre a direção da força exercida pelo perfil do dente em um ponto de contato e a direção da velocidade nesse ponto.
Ângulo de pressão normal (an): ângulo entre a linha normal à superfície do dente e a tangente ao círculo de base da engrenagem.
Diâmetro primitivo (d): diâmetro do círculo primitivo, o círculo imaginário no qual duas engrenagens efetivamente engrenam e transmitem movimento.
Ângulo de hélice (β): ângulo entre a linha do dente da engrenagem e o eixo da engrenagem, também conhecido como ângulo de hélice da linha do dente.
Cálculo de carga nos pontos de engrenamento
Cálculo de engrenagem cilíndrica de dentes retos
A transmissão em engrenamento de engrenagens cilíndricas de dentes retos não gera força axial.
Análise e cálculo de forças nos pontos de engrenamento de engrenagens cilíndricas de dentes retos:
Análise da força radial nos rolamentos em ambos os lados do eixo da engrenagem:
Observação:
Componente radial da força no rolamento A
Força radial resultante do rolamento A
Força componente radial do rolamento B
Força radial resultante do rolamento B
Cálculo de engrenagem helicoidal: a transmissão pelo engrenamento de engrenagens helicoidais gera força axial.
Análise e cálculo das forças nos pontos de engrenamento de engrenagens helicoidais:
Análise da força axial nos rolamentos em ambos os lados do eixo da engrenagem:
Análise da força radial nos rolamentos em ambos os lados do eixo da engrenagem:
Engrenagem espinha de peixe: as forças axiais geradas pelos dentes da engrenagem se anulam mutuamente
Análise e cálculo das forças nos pontos de engrenamento de engrenagens espinha de peixe:
Análise da força radial nos rolamentos em ambos os lados do eixo da engrenagem:
Nota:
A análise das forças nos rolamentos apresentada acima considera apenas as forças provenientes do engrenamento das engrenagens. Mesmo em sistemas sem força axial, é necessário projetar extremidade fixa e extremidade livre.
O uso de rolamentos de rolos cilíndricos em ambas as extremidades do eixo da engrenagem é apresentado para facilitar a compreensão da ausência teórica de força axial na transmissão por engrenamento.
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