PROJETO MÁQUINAS (fabricação engrenagem)

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PROJETO MÁQUINAS
TREM DE ENGRENAGENS
Trens de engrenagens simples
Trem de engrenagens composto
Trens de engrenagens epicíclicos ou 
planetários
FABRICAÇÃO DE ENGRENAGENS
Podem ser dividido em duas categorias, conformação e usinagem. 
A usinagem se divide em operações brutas e de acabamento. A conformação se refere à fundição direta,
moldagem, estampagem ou extrusão das formas dos dentes em molde, sintetizados ou materiais abrandados
termicamente.
A usinagem bruta e a de acabamento são técnicas de remoção de material usadas para cortar ou polir a forma do
dente em um disco sólido à temperatura ambiente. Os métodos brutos são frequentemente usados em separado,
sem nenhuma operação de acabamento subsequente para engrenagens que não requerem precisão.
A despeito do nome, os processos grosseiros na verdade criam um dente de engrenagem suave e preciso.
Apenas quando são requeridos alta precisão e funcionamento silencioso adiciona-se e justifica-se o custo de
operações secundárias de acabamento.
Dentes de engrenagem por conformação
FUNDIÇÃO Dentes podem ser fundidos em areia ou em matrizes fundidas de vários materiais. A vantagem é o baixo
custo, mesmo porque a forma do dente é construída no molde. Normalmente, não são feitas operações de
acabamento nos dentes após a fundição, embora isso possa ocorrer. Os dentes resultantes são de baixa precisão e
são usados somente em aplicações não críticas como brinquedos e pequenos eletrodomésticos ou betoneiras de
misturar concreto, onde o barulho e a folga de engrenamento não são prejudiciais para a operação. A fundição em
areia é uma maneira econômica de obter engrenagens de dentes de baixa qualidade e em pequenas quantidades,
sendo que os custos das ferramentas são razoáveis, mas o acabamento superficial e a precisão dimensional são
muito pobres. A fundição em moldes permite um melhor acabamento superficial e precisão que a fundição em
areia, mas tem custos ferramentais mais elevados, requerendo um volume de produção maior para justificar seu
uso.
FUNDIÇÃO EM MOLDE DE CERA Também conhecida como fundição de cera perdida, pode produzir engrenagens
razoavelmente precisas em uma grande variedade de materiais. O molde é feito de material refratário que permite
que materiais de alta temperatura de fusão sejam fundidos. A precisão é uma função do padrão mestre usado para
fazer o molde.
SINTERIZAÇÃO Metais em pó são prensados em cavidades metálicas moldadas na forma de engrenagens,
removidos e pré-aquecidos (sintetizados) para aumentar sua resistência. Essas engrenagens de metais em pó têm
precisão similar às engrenagens de moldes fundidos, mas as propriedades dos materiais podem ser controladas pela
mistura de vários pós metálicos. Esta técnica é tipicamente usada para engrenagens de pequeno tamanho.
MOLDE DE INJEÇÃO É usado para fazer engrenagens não metálicas em vários termoplásticos como o
náilon e o acetal. São engrenagens de baixa precisão em tamanhos pequenos, mas elas têm a vantagem
do custo baixo e podem ser movidas sem lubrificante com cargas pequenas.
EXTRUSÃO É usada para formar dentes em eixos longos, que são então cortados em tamanhos utilizáveis e
usinados para chavetas, etc. Materiais não ferrosos como o alumínio e ligas de cobre são comumente
extrudados em lugar dos aços.
REPUXE A FRIO Forma dentes em barras de aço ao repuxá-las através de guias endurecidas. O trabalho a
frio aumenta a resistência e reduz a ductilidade. As barras, a seguir, são cortadas em tamanhos úteis e
usinadas para os orifícios,chavetas, etc.
ESTAMPAGEM Lâminas metálicas podem ser estampadas com as formas de dentes para fazer engrenagens
de baixa precisão e a baixo custo em grandes quantidades. O acabamento superficial e precisão são
pobres.
Usinagem
A maior parte das engrenagens metálicas usadas para transmitir potência em
maquinarias é feita por um processo de usinagem do material fundido, forjado ou
discos laminados a quente. Processos grosseiros incluem fresamento da formado
dente com cortadores de forma ou geradores de forma com um cortador de
cremalheira, um cortador de forma ou uma fresa caracol. Os processos de acabamento
incluem polimento, brunimento, lapidação, amolamento ou retificação.
Processos grosseiros
FRESAMENTO DE FORMA Requer um cortador de fresa de forma
1-O cortador deve ser feito para a forma do vão do dente da engrenagem, para a geometria do dente e para o número de
dentes de cada engrenagem em questão.
2-O cortador em rotação é mergulhado no disco para cortar um dente por vez.
3- O disco da engrenagem é, então, rotado através de um passo circular e o próximo dente é cortado. Como é necessário
um cortador de forma diferente para cada tamanho de engrenagem a ser feita, o custo das ferramentas se torna alto.
4-Para reduzir custos, o mesmo cortador é frequentemente usado para engrenagens de tamanhos múltiplos, resultando
em erros de perfil para todos os números de dentes, exceto um.
5- Este método é o menos preciso dos métodos grosseiros.
GERAÇÃO POR FRESA CARACOL
1-caracol é análogo a uma rosca cônica. Seus dentes são
feitos para igualar o vão de dente e são interrompidos
com ranhuras para permitir as superfícies cortantes.
2-Ele roda ao redor de um eixo perpendicular àquele do
disco da engrenagem, cortando no disco que gira para
gerar o dente.
3-É o método mais preciso dos processos grosseiros, até
porque nenhum reposicionamento da ferramenta ou
disco é requerido e cada dente é cortado por múltiplos
dentes de caracol, dando uma média para quaisquer
erros da ferramenta.
4- Excelente acabamento superficial pode ser conseguido
por este método, e é um dos mais usados para a
produção de engrenagens.
Processos de acabamento
Quando alta precisão é requerida, operações secundárias podem ser feitas nas engrenagens feitas por qualquer
um dos métodos grosseiros. Operações de acabamento geralmente removem pouco ou nenhum material, mas
melhoram a precisão dimensional, o acabamento superficial e/ou a dureza.
a)POLIMENTO (REBARBAMENTO) É similar ao processo de dar forma às engrenagens,mas usa ferramentas precisas de polimento para 
remover pequenas quantidades de material de uma engrenagem bruta para corrigir erros de perfil e melhorar o acabamento.
b)RETIFICAÇÃO Usa uma roda de retificação de contorno que é passada sobre a superfície usinada dos dentes de engrenagem, normalmente 
controlada pelo computador,para remover pequenas quantidades de material e melhorar o acabamento
superficial. Pode ser usada em engrenagens que foram endurecidas depois da geração para corrigir distorções devidas ao tratamento 
térmico..
c)BRUNIMENTO Faz-se girar a engrenagem de usinagem grosseira contra uma engrenagem especialmente endurecida. As altas forças na 
interface do dente podem causar escoamento plástico na superfície do dente de engrenagem, que melhora o acabamento e endurece a 
superfície, criando tensões residuais benéficas de compressão.
d)LAPIDAÇÃO E POLIMENTO Ambos empregam uma engrenagem impregnada de material abrasivo ou uma ferramenta na forma de 
engrenagem que gira contra aengrenagem para causar a abrasão da superfície. Em ambos os casos, a ferramenta
abrasiva guia a engrenagem na medida necessária para um processo acelerado e controlado a fim de melhorar o acabamento superficial e a 
precisão.
Qualidade da engrenagem
A norma 2000-A88 da AGMA define as tolerâncias dimensionais
para os dentes de engrenagem e um índice de qualidade Qv
que varia desde a menor qualidade (3) até a maior precisão
(16).
O método de fabricação essencialmente determina o índice de
qualidade Qv da engrenagem.
DUAS ENGRENAGENS COM RAZÃO DE
CONTATO GRANDE, MAS COM BAIXA
PRECISÃO
CARREGAMENTO EM ENGRENAGENS CILÍNDRICAS
RETAS