engrenagens aula2

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Processo de construção de dentes de um par de engrenagens.
Supondo:
Pinhão de 18 dentes deva engranzar como uma engrenagens de 30 dentes.
Passo diametral(P): 02 dentes por polegada.
 Sabendo que : P= N / d (Nr dentes/diâmetro primitivo)
Diâmetros primitivos pinhão e coroa?
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Processo de construção de dentes de um par de engrenagens.
Localize os centros O1 e O2 das engrenagens.(soma dos raios primitivos):
 “Nesse caso 12 in”
Construa os círculos primitivos (r1 e r2).
Identifique o ponto de tangencia(P).Ponto primitivo.
Construa a tangente comum ab passando pelo ponto “P”.
Designamos a engrenagem motora de sentido de rotação.
Desenhamos a linha cd (linha de pressão,ou de ação o de geração)passando por “P”,formando um ângulo 
 geralmente apresenta os valores 20º ou 25º (no passado14 ½º).
7. Desenhe um círculo tangente à linha de pressão.(para cada engrenagem).Designados círculos de base. 
O raio do círculo de base é:
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Processo de construção de dentes de um par de engrenagens.
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Processo de construção de dentes de um par de engrenagens.
Gere uma envolvente sobre cada círculo de base(para um lado do dente) .
Defina a distancia do adendo e dedendo.(para dentes padronizados intercambiáveis é 1/P e 1,25/P respectivamente).
Portanto:
a=1/P=1/2=0,5 in b=1,25/P=0,625 in
Desenhe os círculos de adendo e dedendo.(pinhão e coroa)..
Recorte um gabarito para cada envolvente(localize os centros de cada engrenagem em relação a cada envolvente).
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Processo de construção de dentes de um par de engrenagens.
12. Calcule a espessura do dente medido no círculo primitivo:
13. Desenhe os dentes utilizando o gabarito(utilize esta distancia para espessura e espaços entre dentes). 
 p=passo circular
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Nomenclatura de dente de engrenagem
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Engrenagens
Código: ENG 444
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Definição
 Engrenagens são rodas com dentes padronizados que servem para transmitir movimento e força entre dois eixos..Muitas vezes,as engrenagens são usadas para variar o número de rotações e o sentido da rotação de um eixo para outro.
Quando a relação entre as rotações de duas árvores deve ser constante ou os esforços a transmitir são muito elevados,devemos utilizar rodas dentadas(engrenagens).
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Vantagens engrenagens
Evitam o deslizamento entre as engrenagens, fazendo com que os eixos ligados a elas estejam sempre sincronizados um com o outro. 
Tornam possível determinar relações de marchas exatas. Assim, se uma engrenagem tem 60 dentes e a outra tem 20, a relação de marcha quando elas estão engrenadas é de 3:1. 
São feitas de tal maneira que possam trabalhar mesmo que haja imperfeições no diâmetro e na circunferência reais das duas engrenagens, pois a relação de marcha é controlada pelo número de dentes. . 
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Aplicações
Você vê engrenagens em quase tudo que tem partes giratórias. 
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Transmissão de carro
Vídeo Cassete
Relógios
Limpador pára-brisa
Diferencial
Volante
Corrêa dentada motor
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Partes
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Dentes
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Corpo
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Coroa x Pinhão
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Tipos
 Dentes retos:
Os dentes são dispostos paralelamente entre si em relação ao eixo. É o tipo mais comum de engrenagem e o de mais baixo custo. É usada em transmissão que requer mudança de posição das engrenagem em serviço, pois é fácil de engatar. É mais empregada na transmissão de baixa rotação do que na de alta rotação , por causa do ruído que produz.
Dentes helicoidais:
Os dentes são dispostos transversalmente em forma de hélice em relação ao eixo. É usada em transmissão fixa de rotações elevadas por ser silenciosa devido a seus dentes estarem em componente axial de força que deve ser compensada por mancal ou rolamento. Serve para transmissão de eixos paralelos entre si e também para eixos que formam um ângulo qualquer entre si (normalmente 60 ou 90°).
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Tipos
Engrenagens Cônicas (dentes retos ou helicoidais):
É empregada quando as árvores se cruzam; o ângulo de interseção e geralmente 90°, podendo ser menor ou maior. Os dentes das rodas cônicas tem um formato também cônico, o que dificulta a sua fabricação, diminui a precisão e requer uma montagem precisa para o funcionamento adequado. A engrenagem cônica e usada para mudar a rotação e a direção da força, em baixas velocidades. 
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Tipos
Engrenagem cremalheira:
É uma barra de dentes destinada a engrenagens em que uma roda deitada. Assim pode se transformar um movimento de rotação em movimento retilíneo ou vice-versa.
Engrenagem de parafuso sem fim:
São usadas quando grandes reduções de transmissão são necessárias. Esse tipo de engrenagem costuma ter reduções de 20:1, chegando até a números maiores do que 300:1. O eixo gira a engrenagem facilmente, mas a engrenagem não consegue girar o eixo. Isso se deve ao fato de que o ângulo do eixo é tão pequeno que quando a engrenagem tenta girá-lo, o atrito entre a engrenagem e o eixo não deixa que ele saia do lugar. Essa característica é útil para máquinas como transportadores, nos quais a função de travamento pode agir como um freio para a esteira quando o motor não estiver funcionando.
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Análise de Tensões em Dentes de Engrenagens
 Engrenagens podem falhar basicamente por dois tipos de solicitação:
A que ocorre no contato, devido à tensão normal.
B) A que ocorre no pé do dente, devido a flexão causada pela
carga transmitida. A fadiga no pé do dente causa a quebra do dente, o que não é comum em conjuntos de transmissão bem projetados. 
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Tensões nos Dentes
Modelagem Numérica das Tensões no Dentes de Engrenagens Cilíndricas de Dentes Retos
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MODOS DE FALHA EM ENGRENAGENS
O modo de falha para um sistema de transmissão não é somente aquilo
que impossibilita o seu funcionamento ou operação. Para um sistema de
transmissão, o modo de falha também pode ser considerado como uma
condição insatisfatória de uso.
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 De acordo com Dudley [2], as principais partes envolvidas, no caso de falha em uma transmissão, são as seguintes:
• Projeto;
• Manufatura;
• Instalação;
• Meio-ambiente;
• Operação / Uso.
[ 2 ] DUDLEY, D. W. Handbook of Practical Gear Design. Lancaster,Technomic, 1994.
Principais áreas envolvidas no caso de falha em uma transmissão
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Principais áreas envolvidas no caso de falha em uma transmissão
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1) FADIGA DE FLEXÃO
Uma falha por fadiga classicamente apresenta algumas particularidades
• A origem da trinca, ou ponto focal, ocorre na superfície da raiz (pé)
do dente cujo lado está carregado.
• Normalmente a origem da trinca ocorre no meio da face do dente
carregado.
• O material e as características metalúrgicas da engrenagem estão
conforme o especificado.
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Evidências - FADIGA DE FLEXÃO
A – Quebra por fadiga
B – Evidência de sobrecarga
A
B
 Sobrecarga
 Ponto focal
Concentração de tensão na raiz, inclusões na estrutura do material,..
 Local da quebra
Marcas de contato (“pitting”) podem evidenciar que uma das extremidades do dente está suportando maior parte do carregamento(desalinhamento).
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2) FADIGA DE CONTATO OU “PITTING”
Macro-pitting (a), micro-pitting (b) e pitting destrutivo (c)
(a)
(c)
(b)
 A fadiga de contato na maioria dos casos ocorre no pinhão de um par
Engrenado (são as engrenagens motoras e possuem maiores ciclos operação).
CONTATO
COMPARTILHADO
CONTATO
COMPARTILHADO
CONTATO DE
UM ÚNICO PAR
DE DENTES
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3)“SPALLING”
4) “SCORING”
5) DESGASTE EM DENTES DE ENGRENAGEM
6) FALHAS DE ENGRENAGEM POR IMPACTO
7) Falhas em engrenagens devido ao sobrecarregamento.
8) Problemas na carcaça
da transmissão.
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Critérios de Projeto
Engrenagens Retas- ( Informações preliminares)
 Parâmetros conhecidos(Usualmente): Razão de engrenamento e a potência e velocidade ,ou torque e velocidade de um eixo são definidas. 
 Parâmetros a serem determinados (Supostos): Diâmetro de referência do pinhão engrenagem, passo diametral, a largura da face,os materiais e coeficientes de segurança.
 Decisões de projeto: Precisão de engrenamento, método de fabricação(acabamento superfície),intervalo de temperatura operacional e confiabilidade desejada. 
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Critérios de Projeto
Fratura por fadiga (Tensões variadas de flexão na raiz do dente).
Fadiga Superficial das superfícies dos dentes (crateração).
Consideradas:
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Critérios de Projeto
1) Determinar carga tangencial nos dentes.
(Torque conhecido no eixo e raio de referencia suposto para pinhão e engrenagem).
2) Calcular Tensão Flexão com tamanho do dente suposto (antes da tensão na superfície). 
Aumento de dureza afeta mais a resistência ao desgaste da superfície que a flexão.
3) Escolher Material(tentativa) e Calcular resistência a Fadiga de Flexão.
4) Calculo coeficiente de segurança (ajuste de parâmetros para atingir o desejável).
5) Calcular tensão superfície e resistência á fadiga de superfície .
6) Calculo coeficiente de segurança contra desgaste (ajuste de parâmetros e/ou dureza para atingir o desejável).
7) Estratégia: CS para falha de flexão serem maiores que CS contra desgaste.
Seqüência calculo:
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Critérios de Projeto
Coeficiente de segurança de flexão (Nb):
Nb = Sfb / σb 
Resistência á fadiga de flexão / Tensão de flexão
Coeficiente de segurança superficial:
Nc = (Sfc / σc )²
(Resistência á fadiga de superfície / Tensão de superfície)²
Calcular para cada engrenagem no engrenamento
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