Por que é necessário avaliar um projeto de engrenagens pelo criterio de flexão e de desgaste?

As máquinas como veículos, elevadores de carga, geradores, entre outras, são capazes de realizar suas atividades graças aos motores a combustão ou motores elétricos. Os motores possuem uma determinada faixa de rotação ideal de trabalho, ideal em termos de rendimento e regime de trabalho, muitas vezes essa faixa de rotação não é a mesma faixa necessária pela máquina. Para compensar essa diferença de rotação entre motor e máquina utilizam-se as caixas de transmissão. Uma caixa de transmissão por engrenagens pode ser redutora ou ampliadora (de rotação), o que irá definir o tipo da caixa será a diferença na quantidade de dentes entre as engrenagens acopladas. Este trabalho tem como objetivo projetar uma caixa de redução por engrenagens quanto aos critério de flexão e desgaste, de configuração compacta em termos de volume. O projeto foi realizado como atividade da disciplina de Elementos de Máquinas II e envolveu outras disciplinas como Elementos de Máquinas I, Resistência dos Materiais I e II, Ciência e Engenharia de Materiais dentre outras. O projeto foi desenvolvido num cronograma de dois meses cujas atividades envolveram revisões bibliográficas sobre engrenagens e normas do padrão AGMA, e sobre modelos de caixas existentes no mercado. Posteriormente trabalhou-se na concepção da caixa e no dimensionamento. O dimensionamento incluiu seleção de rolamentos (através das reações nos mancais), de parafusos para ficção das partes da caixa, e de materiais com os quais serão construídas as peças: árvores, engrenagens, caixa e parafusos entre outras peças. Os dentes das engrenagens foram dimensionados com base em flexão e a desgaste, o diâmetro das árvores (eixos) de suporte das engrenagens foi calculado segundo critérios para vida em fadiga. Ao término do trabalho dispõe-se do projeto de uma caixa de redução compacta na forma de um memorial de cálculo. O trabalho possibilitou compreender o quão complexo e detalhado é o projeto de uma caixa de transmissão redutora, onde tomadas de decisão são corriqueiras e de importância chave ao resultado final, não só deste mas de qualquer projeto de engenharia. 

Para responder a essa pergunta devemos aplicar nossos conhecimentos sobre Mecânica Geral.

Os dentes de uma engrenagem estão submetidos a forças tangenciais de contato com os dentes de outra engrenagem, sendo tais forças aplicadas em suas extremidades. A ação dessa força tangencial é a flexão do dente, fazendo com que um lado do dente sofra tensões de tração e o outro tensões de compressão. O ponto mais crítico dessa flexão é no pé do dente, o que pode levar a falha da engrenagem. Assim, é preciso se certificar que a tensão atuante no pé do dente seja menor que a tensão máxima admitida pelo material da engrenagem.

Quanto ao desgaste, é preciso avaliá-lo pois um grande desgaste do material pode ser muito prejudicial ao funcionamento da engrenagem. Deve-se escolher um material com alta resistência ao desgaste, visto que engrenagens trabalham sob cargas dinâmicas.

Para responder a essa pergunta devemos aplicar nossos conhecimentos sobre Mecânica Geral.

Os dentes de uma engrenagem estão submetidos a forças tangenciais de contato com os dentes de outra engrenagem, sendo tais forças aplicadas em suas extremidades. A ação dessa força tangencial é a flexão do dente, fazendo com que um lado do dente sofra tensões de tração e o outro tensões de compressão. O ponto mais crítico dessa flexão é no pé do dente, o que pode levar a falha da engrenagem. Assim, é preciso se certificar que a tensão atuante no pé do dente seja menor que a tensão máxima admitida pelo material da engrenagem.

Quanto ao desgaste, é preciso avaliá-lo pois um grande desgaste do material pode ser muito prejudicial ao funcionamento da engrenagem. Deve-se escolher um material com alta resistência ao desgaste, visto que engrenagens trabalham sob cargas dinâmicas.