engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais

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UniEvangélica – Centro universitário de Anápolis
Curso de Engenharia Mecânica – Noturno - 50 período 
Daniel Alves Ferreira Lemes
Kennedy Carlos
Carlos Schuh 
Éder Batista 
Guilherme Silva Jailes
Kaleb Andrade
José Willian
Engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais 
ELEMENTOS DE MÁQUINAS
ANÁPOLIS
2015
 Engrenagens cilíndricas helicoidais
 Engrenagens cilíndricas de dentes inclinados, ou helicoidais, são construídas com dentes que não são alinhados com a direção axial dos elementos de transmissão. São utilizadas quando é necessário construir reduções que ocupem menor espaço axial e que gerem menor ruído. A primeira característica vem do fato de que a largura efetiva dos dentes é maior do que a de engrenagens cilíndricas de dentes retos e a segunda é devida ao engrenamento gradual dos dentes. 
 A figura 1 mostra um conjunto de redução com esse tipo de engrenamento. As engrenagens têm os dentes inclinados em sentido oposto uma da outra, para permitir o engrenamento sem que os dentes se cruzem. Se imaginarmos o conjunto em movimento, é fácil observar o engrenamento gradual. Considere a engrenagem da direita movendo a da esquerda: a parte do dente mais próxima da face frontal das engrenagens entra em contato primeiro e o restante do dente vai gradualmente entrando em contato com o resto do dente conjugado. Também é possível observar que o rolamento entre os dentes ocorre num plano inclinado em relação à face do conjunto. Assim, o perfil evolvente deve ser gerado em torno de um cilindro que também está inclinado em relação aos eixos das engrenagens. 
Figura 1 - Engrenagens Cilíndricas de Dentes Inclinados
 Engrenagens de dentes inclinados geram esforços axiais, já que o contato ocorre em um plano inclinado em relação ao eixo dos elementos. Para suportar esses esforços deve-se prever a utilização de mancais de escora ou mancais radiais, como os rolamentos de contato angular. Uma providência de projeto bastante comum é a montagem de uma redução com dois pares de engrenagens, cada conjunto gerando esforços axiais em uma direção. Com engrenagens semelhantes, os esforços axiais resultantes serão mínimos. A figura 2 mostra esse tipo de montagem.
 Figura 2 - Montagem de um Par de Engrenagens Helicoidais para evitar Esforço Axial
 
 Aplicações Práticas
 
 Engrenagens são usadas em vários tipos de máquinas e equipamentos. Estão presentes nas mais diversas aplicações: área da mobilidade (aérea, naval, agrícola, automotiva); área industrial (usinagem, produção, transporte, movimentação de carga, controle de qualidade, robôs); área comercial (equipamentos de controle, registradores, componentes eletrônicos); eletrodomésticos
 É um elemento de máquina razoavelmente complexo tanto para o projeto como para a fabricação e manutenção. Dependendo da aplicação exige projeto específico ou pode ser selecionada a partir das dimensões normalizadas. Utilizam-se engrenagens fundamentalmente na transmissão de movimentos com o objetivo de ganho de torque, controle do movimento, alteração de direção de movimento.
Engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais é também muito utilizada na transmissão entre eixos paralelos. São apropriadas para cargas e velocidades elevadas. Trabalha de modo mais suave que as de dentes retos. Devido aos dentes helicoidais gera carregamentos axiais sobre os mancais além dos radiais. O rendimento desse tipo de engrenamento é também bastante alto, e podendo ser utilizada para grandes relações de transmissão, como por exemplo em caixas de redução de velocidades em motores de aviões.
As engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais podem ser usadas de diversas maneiras:
Engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais entre eixos concorrentes
Esta transmissão é utilizada para fazer mudança de direção de movimento. Neste caso a relação de transmissão é um. As hélices são projetadas para proporcionar mudança de direção de movimento em 90º.
 
Engrenagens helicoidais duplas
	
	
A transmissão por engrenagem com helicóide dupla tem a vantagem de transmitir grandes carregamentos sem gerar carga axial sobre os mancais, dado que a hélice tem direção oposta. Este efeito também pode ser conseguido através da montagem de duas engrenagens helicoidais, montadas com a hélice oposto um em relação ao outro. Necessita de precisão de montagem e recomenda-se Estas engrenagens exigem máquinas especiais para sua fabricação. 
 
Coroa e parafuso-sem-fim
O conjunto coroa-parafuso-sem-fim, é utilizado na transmissão de potência ou para o controle do movimento e, principalmente, como redutor de velocidade, na transmissão de certa potência. O rendimento é baixo e a capacidade de amortecer vibrações é maior que de todos os outros tipos. O parafuso é de aço e a coroa deve ser de um material com dureza menor do que a do parafuso.
 
 Exemplos de utilização
 Engrenagens para veículos automotivos
 Automóveis geralmente usam engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais, de dentes retos e engrenagens cônicas em transmissões e diferenciais. O uso de transmissões automáticas não descarta engrenagens, pelo contrário, a maioria das transmissões automáticas tem mais engrenagens que as transmissões normais.
 Engrenagens de veículos sofrem a ação de cargas elevadas em relação ao espaço ocupado, mas as cargas de maior intensidade são de curta duração. Isso torna possível projetar as engrenagens para vida limitada em máximo torque e ainda obter engrenagens que duram muitos anos trabalhando no torque médio de funcionamento.
 
 
Engrenagens para Máquinas Ferramenta
 Precisão e capacidade de transmissão de potência é absolutamente importante em máquinas ferramenta. Engrenagens de dentes retos, helicoidais e parafusos-sem-fim são usados para controle da velocidade de avanço e da rotação de trabalho.
 Na realidade, máquina ferramenta representa um bom exemplo para o projetista em relação a grande complexidade no dimensionamento da engrenagem. As cargas variam amplamente dependendo dos avanços, velocidades de corte, dimensões do trabalho e material que está sendo usinado, a forma como o operador utiliza a máquina também é um fator importante. Como certas máquinas têm o preço bastante competitivo, o superdimensionamento pode-se tornar relativamente muito caro. O projetista então precisa conciliar o superdimensionamento, no sentido do aumento de rigidez, sabendo que a máquina está sujeita a sobrecargas, dentro de custo competitivo.
 Vantagens
 
 As engrenagens cilindricas de dentes helicoidais possuem uma geometgria um pouco diferente das engrenagens de dentes retos , elas possuem uma inclinação chamada de ângulo de hélice que varia entre 10° e 40°. Essa caracteristica garante à essas engrenagens algumas vantagens sobre as outras :
Podem transmitir grandes potencias;
São mais silenciosas;
Causam menos vibração que os engrenamentos retos;
Devido ao ângulo de hélice o número de dentes em contato em média passa a ser maior.
 Desafios
 As engrenagens cilíndricas helicoidais trabalham com uma velocidade considerável, e com cargas pesadas, com isso elas devem oferecer uma alta confiabilidade operacional em condições rigorosas. 
 O grande desfaio é sempre melhorar o desempenho juntamente com uma melhor produção modular, ou seja visando o lucro e melhorando o processo de produção. Por isso sempre a o estudo de novos materiais e novas técnicas para o aprimoramento de tal trabalho.