MECANISMOS DE TRANSMISSÃO

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UNIDADE IV - MECANISMOS DE TRANSMISSÃO 
 
4.1 – INTRODUÇÃO 
 As transmissões compõem-se de mecanismos que têm por função transmitir o 
momento de torção da unidade de potência às rodas motrizes. Tem por função também 
alterar esse momento e a freqüência de rotação das rodas, segundo o tipo de operação e 
operador, dentro de certos limites de projeto. 
 Os principais componentes desse sistema podem ser visualizados na figura 1. 
 
Figura 1- Componentes do sistema de transmissão 
Fonte - COLET (2001) 
 
4.2 - EMBREAGEM 
 A embreagem permite desligar por curtos intervalos de tempo a transmissão de 
movimento da unidade de potência para a transmissão e ligá-los gradualmente durante a 
mudança de velocidades e o arranque do trator. 
 Existem vários tipos de embreagens, que podem ser: 
 - de fricção simples; 
 - de fricção dupla; 
 - de acionamento hidráulico; 
 - hidráulica. 
 
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4.2.1 - EMBREAGEM SIMPLES 
 Também conhecida como embreagem volante, é um mecanismo de 
aderência responsável pela conexão do volante da unidade de potência aos demais órgãos 
de transmissão do trator. A embreagem de um disco (simples) pode ser visualizada na 
figura 2. 
 A embreagem é composta de um disco que possui na periferia, em ambos os 
lados, uma superfície de atrito fixada ao disco. Um dos lados do disco entra em contato 
com o volante e o outro lado com o platô. O disco apresenta um cubo com orifício central 
estriado, que encaixa na extremidade também estriada do eixo primário da caixa seletora 
de torques. 
 Quando a embreagem não está acionada, o platô através da ação de molas 
pressiona o disco contra o volante, ligando assim a unidade de potência ao eixo primário da 
caixa seletora de torques. 
A interrupção do movimento ou debreagem é obtida pressionando-se o 
pedal. Esse movimento é transmitido a uma alavanca que atua sobre um colar deslizante ao 
longo do eixo primário da caixa seletora de torques. O colar ao deslocar-se, empurra as 
extremidades das alavancas de descompressão (gafanhotos ou chapéu chinês), que afastam 
o platô, e liberam o disco de embreagem. 
 
 Figura 2 - Partes constituintes da embreagem simples 
Fonte - AUTO VIA (2004) 
 
 
Mancal da árvore 
primária 
Guarnição do platô 
Árvore de manivelas 
Eixo primário 
(eixo piloto) 
Platô Disco de embreagem 
Colar deslizante 
(rolamento) 
Entalhado da 
árvore primária 
Volante 
Alavanca de acionamento 
da debreagem 
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4.2.2 - EMBREAGEM DUPLA 
 A embreagem dupla ou de discos múltiplos é constituída por dois conjuntos 
de embreagens simples, como mostra a figura 3. O acionamento deste tipo de embreagem é 
semelhante ao anterior, sendo que neste caso o acionamento se dá em série, isto é, primeiro 
uma embreagem é debreada, depois a outra. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3 - Embreagem dupla 
Fonte - ATARES E LAGUNA BLANCA (1996) 
 
Este tipo de embreagem ainda é muito usado, principalmente em tratores de 
baixa potência, onde uma embreagem une a unidade de potência à caixa seletora de 
torques, e a outra une a unidade de potência à tomada de potência (TDP). Nos tratores 
maiores, as TDPs geralmente são acionadas com engrenagens individuais de acionamento 
hidráulico. 
 
4.2.3 - EMBREAGEM DE ACIONAMENTO HIDRÁULICO 
 Trata-se de uma embreagem simples com acionamento hidráulico, ou seja, 
as alavancas de descompressão do platô são empurradas por um fluido hidráulico acionado 
por uma válvula de comando manual. Este tipo de embreagem é comum no acionamento 
de tomada de potência e na maioria dos caminhões. 
 
4.2.4 - EMBREAGEM HIDRÁULICA 
 Tem a função de transmitir gradativamente o movimento até um conversor 
de torque. Este tipo de embreagem é erroneamente chamado de conversor de torque 
hidráulico, o qual tem a função de multiplicação de torque e velocidade. 
Os elementos constituintes da embreagem hidráulica, mostrados na figura 4, 
são o impulsor e o impelido, os quais apresentam formato de uma calha circular 
Eixo primário 
debreado 
Eixos primários e da 
TDP debreados 
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semicilíndrica. O impulsor é montado no volante do motor, enquanto o impelido é 
acoplado na árvore primária da caixa seletora de torques. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONVERSOR E SELETOR DE TORQUE. 
 
 Figura 4 - Embreagem hidráulica 
Fonte - SENAI/PR (sd) 
 
4.3 – CONVERSOR E SELETOR DE TORQUE 
É a parte mais importante do sistema de transmissão, pois é onde se pode 
agir, adequando a velocidade de avanço ou torque de acordo com a operação e condições 
de operação que se apresentam. 
 
4.3.1 - CONVERSOR HIDRODINÂMICO OU HIDROCINÉTICO 
Este conversor é semelhante à embreagem hidráulica, pois utiliza a energia 
de movimento (cinética) do fluido para transmitir potência. É constituído pelas partes 
mostradas na figura 5. O impulsor, que é a bomba, tem por função impulsionar o fluido 
contra as aletas do impelido, onde a energia cinética do óleo é convertida em energia 
mecânica. 
 
 
 
 
Impulsor 
Direção do 
fluxo de 
óleo 
Árvore motora 
Impelido 
Árvore movida 
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Figura 5 - Conversor de torque hidráulico 
 
Entretanto, pelas características do mecanismo, ao sair da turbina o fluxo de 
óleo toma uma direção contrária àquela das aletas da bomba. Por essa razão, há 
necessidade de um estator, cuja função de é reorientar o fluxo de óleo para os estágios 
seguintes. 
Este sistema tem como vantagens em relação ao sistema convencional, o 
funcionamento mais regular da unidade de potência, amortecimento de sobrecargas e 
proporciona um número muito grande de torques (marchas). Entre as desvantagens, pode-
se citar o custo inicial elevado e um maior consumo de combustível quando comparado ao 
uso correto do sistema convencional. 
 
4.3.2 - CONVERSOR HIDROESTÁTICO 
A evolução dos sistemas hidráulicos resultou no desenvolvimento das 
transmissões hidráulicas. Hoje, este tipo de sistema é usado no controle de implementos 
montados, em grande parte dos sistemas de arrasto e também na tração de modernas 
colhedoras. A figura 6 mostra esquematicamente um sistema de conversão hidroestática. 
Na transmissão hidroestática, a potência de uma unidade de potência de 
combustão interna é convertida em potência hidráulica, transmitida por uma linha de 
escoamento e convertida em potência mecânica junto ao rodado do trator. 
A variação da velocidade no rodado do trator se dá de dois modos, sendo 
um deles através da vazão que sai da unidade de potência hidráulica ou pela variação da 
rotação da unidade de potência. 
 
Bomba Impelido 
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Figura 6 - Fluxograma esquemático de um sistema hidroestático 
 
4.3.3- CONVERSOR MECÂNICO POR PLANETÁRIAS 
Este sistema foi usado como conversor de torque há alguns anos atrás, mas 
hoje é usado em conjunto com o sistema de transmissão convencional. Um exemplo é o 
sistema “dual power” usado no sistema de redução final de tratores agrícolas atuais, o qual 
não possui variação de torque. Como este sistema não é mais usado como conversor de 
torque total, será comentado o princípio de funcionamento de um conjunto elementar do 
sistema. 
Este sistemaapresenta as engrenagens dispostas como na figura 7, sendo 
constituído por uma engrenagem solar central, sobre a qual se acoplam 2, 3 ou 4 pinhões 
satélites ou engrenagens planetárias, que se alinham envolvidos externamente por uma 
engrenagem de dentes internos, denominada coroa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 07: Componentes básicos de uma caixa de mudança, com planetárias. 
 
Figura 7 – Componentes básicos de uma transmissão de engrenagens planetárias 
Fonte: MIALHE (1980) 
Reservatório 
de óleo 
Bomba 
 hidráulica 
Válvulas 
Potência fornecida pelo motor 
Atuador 
hidráulico 
motriz 
Linha de retorno 
Linha de pressão 
Linha de retorno 
Potência 
liberada ao 
órgão ativo 
Árvore central 
(motora) 
Engrenagem satélite 
Engrenagem central 
Apoio satélite 
Porta-satélites 
Árvore 
movida 
Coroa 
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Os eixos das planetárias são interligados, constituindo um conjunto que 
recebe o nome de porta satélite. A coroa é acoplada a um dispositivo que permite as 
seguintes situações: 
a) Travá-la, interrompendo qualquer movimento; 
b) Deixá-la solta, girando livremente. 
O caso “b” não é usado nos tratores atuais, e o caso “a” é a marcha reduzida. 
Neste caso, a marcha reduzida pode ser acionada com um simples toque em um botão, pois 
não necessita do acionamento da embreagem, já que as engrenagens que compõem este 
sistema estão sempre acopladas. 
 No caso de funcionamento comum, isto é, marcha direta, existe outro sistema 
que não permite o giro livre das engrenagens satélites ao redor dos eixos satélites. Sendo 
assim podemos resumir o funcionamento do sistema como: 
- Trator em uso normal 
- Marcha direta – coroa gira com o conjunto. 
- Trator necessitando de mais torque 
- Marcha reduzida – coroa é freada por um sistema acionado 
pelo operador, tornando-se fixa. 
Este sistema é de simples acionamento, como já foi visto, o torque 
transmitido entre a árvore motora (solar) e a movida (porta satélites), não havendo 
necessidade de engrenar ou desengrenar marchas, bastando a frenagem de um dos 
componentes do sistema para que a maneira do sistema de operar se modifique, como 
mostra a figura 8. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 8 – Posições de funcionamento do sistema por planetárias 
Fonte – REIS et al. (1999) 
 
 
 
 
 
Neutro Marcha reduzida Marcha 
direta 
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4.3.4- CONVERSOR MECÂNICO POR ENGRENAGENS 
É sem dúvida o sistema mais utilizado no mundo. Para entender o 
funcionamento deste conversor é necessário saber alguns conceitos básicos de 
engrenagens, mostrados a seguir. 
a) Engrenagens 
As engrenagens são utilizadas para transmitir movimentos e energia. 
Apresentam diferentes tipos de dentes e formas, cada qual com aplicações múltiplas, de 
acordo com o trabalho a ser realizado. Elas podem alterar as razões de torque, a velocidade 
e o sentido do percurso de uma maneira eficiente. Os dentes das engrenagens se encaixam, 
fazendo com que uma transmita o movimento à outra. A engrenagem que transmite o 
movimento denomina-se motora, a que recebe é chamada de acionada. 
Quando duas engrenagens são utilizadas, os eixos giram em sentidos 
opostos. Esta afirmação também é válida para sistemas formados por um número par de 
engrenagens. Neste caso, sempre a primeira e a última engrenagem giram em sentidos 
opostos (Figura 9). 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 9 – Sistema com número par de engrenagens 
Fonte – Interula (2004) e Demnet (2000) 
 
Quando três engrenagens são utilizadas, o 1º e o 3º eixo giram no mesmo 
sentido. Esta afirmação também é válida para sistemas formados por um número ímpar de 
engrenagens. Neste caso, a primeira e a última giram no mesmo sentido (Figura 10). 
Quando num sistema de engrenagens uma é muito menor que a outra, a 
engrenagem menor é denominada de pinhão e a maior de coroa. 
 As engrenagens são alternativas empregadas para fazer a potência fluir de 
um lugar para outro, ou mudar o sentido da rotação, sendo que jamais poderão fornecer um 
ganho em potência. Se supusermos que uma unidade de potência produz uma quantidade 
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fixa de potência, podemos utilizar as engrenagens para obtermos um ganho em velocidade 
ou torque. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 10 – Sistema com número ímpar de engrenagens, demonstrando o 
sentido de giro dos eixos 
Fonte – ITAUTEC (2004) 
 
Quando uma engrenagem grande aciona uma pequena, proporciona um 
ganho em velocidade. Quando uma engrenagem pequena aciona uma grande, este sistema 
proporciona um ganho em torque. Quando aumentamos o torque reduzimos a velocidade; e 
quando aumentamos a velocidade reduzimos o torque, como mostra a figura 11. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 11 - Relações torque e velocidade nos engrenamentos 
Fonte – ARNAL ATARES et al. (1996) 
 
A mudança no ganho em trabalho é parcialmente medida. A razão é 
proporcional aos raios das engrenagens. 
Mais Torque Menos Velocidade Mais Velocidade Menos Torque 
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Outra medida comum para se ter a razão de engrenagens, é a contagem dos 
dentes das mesmas. Se o fluxo da potência ocorrer da engrenagem maior para menor, tem-
se uma razão de engrenagens (relação de transmissão) maior que um, caso contrário, tem-
se uma relação menor que um. 
 
4.3.4.1 - CAIXA SELETORA DE TORQUES COM SISTEMA DE ENGRENAGENS 
É o sistema convencional também usado em carros e caminhões. É 
constituída por um conjunto de engrenagens encerradas em uma caixa de ferro fundido, 
provida de aberturas para enchimentos e drenagem do óleo lubrificante. Devido a grande 
variação no desenho das caixas seletoras de torques dos diferentes tipos de tratores, é 
difícil descrevê-las individualmente. Porém, na figura 12, temos uma idéia geral da caixa e 
de sua localização nos tratores. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 12 - Disposição das engrenagens de uma caixa seletora de torques de 4 velocidades 
(3 avante uma a ré). 
Fonte – SENAI (sd) 
 
O movimento da unidade de potência é transmitido pela embreagem à caixa 
seletora de torque através da árvore primária. Na extremidade interna da caixa, situa-se a 
engrenagem motora, a qual está acoplada, de forma permanente, à engrenagem 
intermediária movida, solidária à árvore secundária. A árvore secundária contém várias 
engrenagens de tamanhos diferentes, e acima dela, no mesmo eixo longitudinal da árvore 
primária, encontra-se a árvore terciária, a qual contém as engrenagens deslizantes das 
margens atuantes. A marcha ré é acionada pela introdução de uma engrenagem livre entre 
Motor 
Trambulador 
Árvore 
terciária 
Coroa 
Pinhão 
Árvore 
secundária 
Árvore 
primária 
Embreagem 
Volante 
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as engrenagens intermediárias de ré e da primeira marcha. Esta disposição provoca a 
inversão do sentido de deslocamento do trator. 
As engrenagens das marchas deslizam axialmente sobre a árvore terciária, 
comandadas pela alavanca de mudança. Esta é localizada externamente sobre a tampa da 
caixa, tendo sua extremidade interna acoplada a um sistema de garfos deslizantes. 
Nos tratores agrícolas convencionais existe logo após a caixa seletora de 
torque, ligada à árvore terciária, uma luva que acopla a seção de marchas reduzidas ou 
normais, onde conforme escolha neste ponto,teremos uma opção nova na caixa seletora de 
torque. Quem comanda a luva de acoplamento é uma alavanca localizada ao lado da 
alavanca da caixa seletora de torque. Geralmente as letras indicam as duas posições de 
engate possíveis (A, B – alta e baixa, H, L – hight e low). 
 Ainda tratando-se de conversor de torque por engrenagens, os tratores 
nacionais apresentam dois tipos, quanto ao engate, que são a caixa sincronizada e a não 
sincronizada (também denominada de caixa seca). A caixa sincronizada apresenta um anel 
de desenho especial, chamado de anel sincronizador, o qual permite que antes do 
engrenamento os dois eixos sincronizem suas velocidades, chegando à mesma rotação, 
facilitando o engrenamento. Na caixa seca não existe o anel, sendo necessária a parada do 
trator para a mudança de marchas devido a diferente velocidade dos eixos. 
 
4.4 – SISTEMA DIFERENCIAL 
O sistema diferencial é composto pelo conjunto coroa e pinhão mais as 
engrenagens satélites e engrenagens planetárias (compensadoras). 
 
4.4.1 - COROA E PINHÃO 
O mecanismo coroa e pinhão é constituído por um par de engrenagens 
cônicas. A de maior número de dentes denomina-se coroa, e a de menor número de dentes 
pinhão. 
O pinhão é acoplado à árvore terciária da caixa seletora de torque, e a coroa 
aciona às semi-árvores motoras (rodas), através do diferencial. O sistema de coroa e pinhão 
tem duas funções (Figura 13). 
 - produzir a mudança em ângulo reto, da direção do esforço de rotação da unidade 
de potência, permitindo que as rodas motrizes girem, acionadas por meio de semi-árvores. 
 - estabelecer, por conveniência técnica, a redução permanente da velocidade de 
rotação da unidade de potência para as rodas motrizes. 
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Figura 13 - Mecanismo coroa pinhão 
Fonte – ANGELFIRE (2004) 
 
4.4.2 - SISTEMA DIFERENCIAL 
Este sistema é constituído por uma caixa cilíndrica fixa na coroa, contendo 
em seu interior um ou dois pares de pinhões (satélites) montados transversalmente e 
engrenados a duas coroas (menores que a do sistema coroa-pinhão) denominadas neste 
caso de planetárias, dispostas em ambos os lados da caixa. Na figura 14, podemos ter uma 
idéia do sistema. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 14 - Nomenclatura e sistema diferencial 
 Fonte – MOTOR VALLEHERMOSO (2004) 
O movimento de rotação é transmitido até o pinhão, que gira a coroa e a 
caixa do diferencial. 
As engrenagens satélites giram livremente em seus eixos e, também, rodam 
juntas com estes, ao serem arrastadas pela caixa do diferencial, combinando os 
movimentos de rotação e de translação. As engrenagens planetárias movidas pelos satélites 
Coroa 
Pinhão 
Árvore 
Engrenagens 
planetárias 
Engrenagens 
satélites 
Caixa de 
satélite 
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giram sobre seus centros, que estão montadas em mancais na caixa do diferencial, 
transmitindo este movimento às semi-árvores e as rodas. 
Durante o movimento do trator em linha reta, a coroa, a caixa do diferencial 
e as engrenagens giram como uma só unidade. As engrenagens satélites transladam em 
círculo arrastadas pelos seus eixos, sem girar sobre eles, obrigando as engrenagens 
planetárias a rodar na mesma velocidade da caixa do diferencial e com elas, as semi-
árvores (rodas). 
Quando o veículo se desloca com velocidades desiguais entre as rodas 
motrizes (barro, curva, etc.), isto é, uma das rodas gira mais lenta que outra, nesta situação, 
as engrenagens satélites se deslocam e giram sobre a engrenagem planetária interna, 
aumentando com isso a velocidade da engrenagem planetária e da roda que tende a girar 
mais rápido. Acompanhando a figura 15, pode-se observar o descrito. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 15 - Sistema diferencial 
Fonte – ARNAL ATARES et al. (1996) 
 
Como se pode ver, o sistema diferencial tem como função a distribuição do 
torque para as rodas motrizes, conforme tendência de facilidade de giro das mesmas. 
Se por um lado o diferencial é um mecanismo de presença obrigatória nos 
tratores agrícolas, por outro lado apresenta, sob certas condições operacionais, alguns 
Engrenagens 
satélites 
Engrenagens 
planetárias 
Coroa
Aa 
Pinhão 
Funcionamento em curva 
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problemas. Um exemplo seria quando uma das rodas motrizes trafega em condições de 
baixa aderência e a outra em alta aderência. Nesse caso, pode-se ter uma roda parada e 
outra com deslizamento excessivo. Por essa razão, normalmente os tratores agrícolas 
apresentam um mecanismo chamado bloqueio do diferencial que, ao ser acionado, impede 
o movimento relativo entre satélites e planetárias, fazendo com que ambas as rodas girem 
com a mesma velocidade. Na figura 16 tem-se o sistema de bloqueio do diferencial. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 16 - Bloqueio do diferencial 
Fonte – ARNAL ATARES et al. (1996) 
 
4.4.3 - REDUÇÃO FINAL 
Como se observou até agora, sempre que se fala em sistema de transmissão 
este tem como um dos objetivos (tratores agrícolas) a redução da velocidade, pois o motor 
gira a uma rotação muito elevada. Mesmo com todas as reduções já relatadas (seletor de 
torque, reduzida e diferencial), chega uma rotação elevada nas rodas, havendo então perto 
da roda motriz a redução final. 
Existem dois tipos de redução final, sendo que a mais antiga consiste de 
duas engrenagens, onde uma menor é ligada ao eixo diferencial e uma maior ao eixo ligado 
à roda motriz. A redução final mais utilizada hoje é uma com arranjamento idêntico ao 
sistema de conversor de torque por planetárias, onde o eixo que liga a engrenagem solar 
Pinhão 
Luva entalhada 
corrediça 
Flange entalhada fixa na 
carcaça da caixa satélite 
Coroa 
Planetárias 
Satélites 
Semi-árvore 
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vem do diferencial e o eixo do porta-satélites liga-se à roda motriz, a coroa do sistema esta 
permanentemente travada. A figura 17 mostra o explicado. 
 
 
Figura 17 - Redução final com engrenagens planetárias 
Fonte – ARNAL ATARES et al. (1996) 
 
4.4.4 - ACIONAMENTO DA TOMADA DE POTÊNCIA (TDP) 
A tomada de potência (TDP) possui vários tipos de acionamento, alguns 
tratores agrícolas possuem esta acionada constantemente, antes da caixa de mudança de 
marchas existe uma engrenagem no eixo oriundo do motor e outra engrenagem, maior, em 
um eixo que vai direto à TDP. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 18 – Esquema de acionamento da Tomada de Potência (TDP) 
Engrenagens de 
acionamento 
Embreagem Caixa seletora de 
torque 
Luva de acoplamento 
Árvore de 
transmissão da TDP 
TDP 
Coroa-pinhão e 
diferencial 
Unidade de 
potência 
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Outro sistema usado é o com embreagem para acionamento da TDP, 
geralmente por luva, alguns esta embreagem é junto com a embreagem do conversor de 
torque, em outros esta fica próxima da TDP, na parte posterior do trator, com acionamento 
hidráulico. Na figura 18 pode-se ver um tipo dos comentados acima. 
 
 
Referências 
ANGELFIRE. Disponível em: 
<http://www.angelfire.com/id/cebolinha/galeriaindice.html>. Acesso em: 25 mar. 2004. 
 
ARNAL ATARES, P.V.; LAGUNA BLANCA, A. Tractores y Motores Agricolas. 3. ed. 
Madrid: Grupo Mundi-Prensa, 1996. 549p. 
 
AUTO VIA. Reparos automotivos. Disponível em: 
<http://www.autoviapneus.com.br/embreagens.htm>.Acesso em: 29 abr. 2004. 
 
DEMNET. Disponível em: <http://demnet.ubi.pt/~humberto/ensino/estebi/1999-
2000/Miguel-Richard-Antonio/engrenagens.htm>. Acesso em: 29 abr. 2004. 
 
INTER AULA. Disponível em: <http://www.interaula.com/app1au001_01m.html>. 
Acesso em: 12 abr. 2004. 
 
ITAUTEC. Disponível em: <http://www.itautec.com.br/ebusiness/main_servicos.htm>. 
Acesso em: 12 abr. 2004. 
 
MOTOR VALLEHERMOSO 22 (MV22). Disponível em: 
<http://www.km77.com/marcas/bmw/serie3_01/0primera/galeria2.asp>. Acesso em: 14 
mai. 2004. 
 
REIS, A.V.; MACHADO, A.L.T.; TILLMANN, C.A.C.; MORAES, M.L.B. Motores, 
tratores, combustíveis e lubrificantes. Pelotas: Ed. Universitária, 1999. 
 
SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL (SENAI/PR). 
Confederação nacional da indústria. Mecânico Diesel. (sd)