A transmissão de energia desempenha um papel fundamental nas máquinas. As engrenagens cônicas são um dos principais componentes que garantem uma operação suave em várias aplicações. Neste artigo, leremos sobre as engrenagens cônicas, suas características e diversas aplicações.

Seja você um engenheiro ou um iniciante em busca de informações valiosas sobre engrenagens cônicas, este guia ampliará seu alcance aos componentes mecânicos.

Se você usar engrenagens cônicas para mudar a direção da transmissão de energia, poderá transmitir energia de uma fonte em todas as direções.

O que são engrenagens chanfradas?

As engrenagens cônicas são usadas em combinação com outras engrenagens cônicas. Elas têm dentes esculpidos nas laterais de um cone e são usadas para transmitir rotação entre dois eixos que se cruzam em ângulos retos. Elas são instaladas de modo que seus eixos de rotação se cruzem ao mudar a direção do eixo de potência para um eixo diferente ou ao combinar engrenagens cônicas.

Tipos de engrenagens cônicas

• Engrenagem cônica reta:
• Engrenagem cônica em espiral:
• Engrenagem cônica Zerol:
• Engrenagem hipoide:
• Engrenagem de mitra:

As engrenagens cônicas são amplamente utilizadas em todos os setores e são divididas em vários tipos. Os produtos de engrenagens cônicas são produzidos em enormes quantidades em todo o mundo. Além disso, com uma participação de mercado de aproximadamente 42%Em comparação com a China, a China lidera os outros dois países, Japão e Coreia do Sul, com participações de 16% e 6%, respectivamente. Da mesma forma, os fabricantes de engrenagens dos EUA também têm uma grande participação no mercado.

Os tipos mais comuns de engrenagens cônicas são os seguintes:

Engrenagem cônica reta

A engrenagem cônica reta, com uma participação de mercado de 43%, é a maior categoria de produto de engrenagem cônica. Uma engrenagem cônica reta é um tipo de engrenagem cônica em que os dentes são cortados em linha reta e afunilam em direção ao ápice da engrenagem. Como a força que atua na direção axial é pequena, ela é usada com frequência em locais onde as cargas de empuxo são contrárias.

Ele também tem a vantagem de simplificar o rolamento. A desvantagem é que, ao girar em altas velocidades, o ruído e a vibração aumentam. Devido a essas características, as engrenagens cônicas retas são recomendadas quando o custo é uma prioridade, a rotação em alta velocidade não é necessária e o ruído não é um problema.

Geralmente usada quando se opera em uma velocidade relativamente baixa (velocidade circunferencial de 2 m/s ou menos). É relativamente fácil de fabricar e é especialmente adequado para máquinas-ferramenta, máquinas de impressão, etc., bem como para dispositivos diferenciais - a engrenagem cônica mais popular para transmissão de energia.

Engrenagem cônica espiral

A engrenagem cônica em espiral é outro tipo de engrenagem cônica. Os traços dos dentes são espirais e helicoidais, criando um ângulo helicoidal, e as duas engrenagens que se cruzam se entrelaçam, criando uma malha mais forte. As vantagens incluem baixo ruído e vibração mesmo durante a rotação em alta velocidade, alta resistência da superfície do dente e menos estresse na superfície do dente.

Além disso, possui um traço de dente curvo (normalmente um arco) no cone de passo, permitindo uma operação mais suave do que as engrenagens cônicas retas. É usada principalmente para operações de alta velocidade com uma velocidade circunferencial de passo de 10 m/s ou mais.

Engrenagem cônica Zerol (engrenagem cônica espiral)

Uma engrenagem cônica espiral com um ângulo de hélice de 0 graus também é chamada de engrenagem cônica zero. É uma engrenagem cônica que tem as características das engrenagens cônicas retas e das engrenagens cônicas em espiral com a mesma força aplicada aos dentes.

Em comparação com as engrenagens cônicas espirais, a principal vantagem é que a carga de empuxo pode ser suprimida. Ela é usada em equipamentos industriais e automóveis. Os traços dos dentes são curvos e têm uma aparência muito bonita. Mas, ao contrário do perfil do dente de uma engrenagem cônica espiral, ela não tem um perfil de dente no qual os dentes são torcidos juntos em um formato cônico na periferia externa.

Engrenagem hipoide

Uma engrenagem hipoide tem traços de dentes em espiral e eixos escalonados que não são paralelos nem se cruzam nos lados de entrada ou saída da engrenagem. Embora semelhantes às engrenagens cônicas espirais, elas diferem pelo fato de seus eixos se cruzarem.

Ambas são semelhantes no sentido de que utilizam uma grande taxa de redução e são usadas com grande torque. Essas engrenagens são usadas principalmente em sistemas de acionamento de automóveis, sistemas de acionamento de trens, redutores de velocidade (ônibus, caminhões, carros particulares de luxo) etc.

As vantagens das engrenagens hipóides incluem uma grande taxa de redução, baixo nível de ruído e vibração e resistência que pode suportar um grande torque. Com relação à taxa de redução, as engrenagens hipóides podem aumentar o número de dentes no lado de entrada (pinhão hipóide) e no lado de saída (engrenagem hipóide).

Engrenagem de mitra

As engrenagens com o mesmo número de dentes são chamadas de engrenagens de esquadria. O ângulo padrão do eixo é de 90 graus e o plano de inclinação é de 45 graus. Há também engrenagens de esquadria de 45 graus, 60 graus e 120 graus, e esquadria tem o significado de esquadria ou junta. Essas são as peças de transmissão de potência, acionamento e transporte do equipamento.

A potência pode ser transmitida por meio de eixos ortogonais. É frequentemente usado em aplicações em que não há necessidade de trocar as engrenagens, bastando mudar o sentido de rotação de um eixo.

A engrenagem de esquadria é adequada principalmente para uso na indústria de semicondutores, na indústria alimentícia, em máquinas industriais em geral e em máquinas agrícolas.

O que são engrenagens em espiral?

Engrenagens em espiral, também conhecidas como engrenagens helicoidais. São um tipo de engrenagem com dentes que são cortados em um ângulo ao longo da face da engrenagem.

Veja a seguir seus principais recursos:

1. Dentes helicoidais:
2. Redução de ruído e vibração:
3. Maior eficiência:
4. Carga axial de empuxo:

Entendendo a diferença entre engrenagens cônicas e espirais

Engrenagem cônica reta vs. engrenagem cônica espiral

Aspectos técnicos das engrenagens cônicas

As engrenagens cônicas são econômicas, têm longa vida útil e alta funcionalidade em comparação com as engrenagens de metal ou plástico. Elas são mais eficientes do que as engrenagens sem-fim e têm relações mais baixas que resultam em velocidades e taxas de deslocamento mais altas.

Normalmente, os macacos de engrenagem cônica mantêm um recurso de autotravamento e, ao mesmo tempo, oferecem velocidades de deslocamento mais altas. Além disso, eles oferecem várias características mencionadas a seguir:

Transmitir movimento e potência entre eixos que se cruzam

As engrenagens cônicas têm a finalidade de transferir movimento e potência entre eixos que se cruzam. Em uma engrenagem cônica, as roscas da engrenagem se cruzam a aproximadamente 90 graus, permitindo que a direção da força rotacional seja alterada em um ângulo reto.

 Tem um formato cônico como um guarda-chuva e é usada em combinação com engrenagens cônicas. Além disso, para alterar a velocidade de rotação das engrenagens cônicas, use engrenagens com diferentes números de dentes, semelhantes às engrenagens de dentes retos.

Transmissão de potência suave e eficiente

As engrenagens cônicas geralmente são feitas de materiais como aço-liga, aço-carbono ou aço endurecido. Esses materiais oferecem força excepcional, resistência ao impacto e resistência ao desgaste, garantindo uma transmissão de energia suave e eficaz.

Forte resistência química e resistência à corrosão

As engrenagens cônicas são conhecidas por terem uma resistência química e à corrosão excepcionalmente forte, o que permite que sejam usadas em condições adversas.

 Essas engrenagens têm várias vantagens sobre outras engrenagens, incluindo maior resistência, graus de precisão aprimorados e um maior grau de confiabilidade. Elas podem suportar temperaturas mais altas e garantir durabilidade a longo prazo.

Requer uma máquina de corte de engrenagens especializada em grande escala

A produção de engrenagens cônicas requer uma máquina especializada de corte de engrenagens em grande escala. O método mais comum é o método Gleason, e outros métodos incluem o método Klingelnberg e o método Fiat.

Esse é um exemplo especial do método de corte de dentes para engrenagens cônicas retas, mas esse método é considerado ineficiente. Corte cada ranhura do dente usando uma máquina de indexação que possa criar uma inclinação equivalente ao ângulo do cone e uma fresa projetada especificamente para cilindros.

Boa lubricidade e facilidade de moldagem

As engrenagens cônicas são valorizadas por sua facilidade de moldagem, o que as torna componentes versáteis nos processos de fabricação. Além disso, elas têm boa lubrificação para reduzir o atrito e o desgaste entre os dentes da engrenagem. Essas qualidades tornam as engrenagens cônicas adequadas para várias aplicações em que a operação suave e a durabilidade são essenciais.

Exemplos e aplicações de engrenagens cônicas

As engrenagens cônicas, caracterizadas por sua forma cônica e eixos que se cruzam, são componentes vitais em vários sistemas mecânicos. Sua versatilidade permite diversas aplicações, como a mudança do sentido de rotação em 90 graus e a transmissão de potência. Descubra os vários usos e aplicações da engrenagem cônica listados abaixo:

Automotivo

As engrenagens cônicas são amplamente utilizadas em aplicações automotivas, como acionamentos diferenciais, sistemas de transmissão e sistemas de tração traseira em automóveis. Isso permite que as rodas girem em velocidades variadas, mantendo a tração e a estabilidade, especialmente durante as curvas. Entre seus produtos, a engrenagem cônica reta é o maior segmento, no qual o setor automotivo tem uma participação de 53% compartilhar.

Equipamentos leves e pesados

As engrenagens cônicas são usadas para propulsão ou funcionamento de unidades auxiliares em equipamentos leves e pesados, como cortadores de grama, pequenos tratores, moinhos de cimento, britadores cônicos, misturadores de areia, empilhadeiras e máquinas de mineração.

Eles são essenciais para a transmissão de potência, pois permitem a transferência eficiente do movimento rotacional do motor para as rodas ou lâminas de corte.

Conduções ferroviárias

As engrenagens cônicas também são utilizadas nas caixas de câmbio e nos diferenciais dos veículos ferroviários, permitindo que a locomotiva se mova para frente ou para trás. Elas garantem uma operação suave e uma distribuição de energia eficiente.

Equipamentos de construção

Elas são comumente empregadas nos eixos de transmissão de veículos de construção, como escavadeiras, carregadeiras e tratores. As engrenagens cônicas em equipamentos de construção proporcionam uma transmissão de torque confiável para levantar e posicionar cargas pesadas com precisão e controle.

Caixa de engrenagens industrial

As engrenagens cônicas são empregadas em sistemas de transportadores, elevadores e equipamentos de manuseio de materiais, garantindo a movimentação e a transferência eficientes de mercadorias em instalações industriais.

Aplicativos especiais

As engrenagens cônicas são usadas em moedores de café com grandes manivelas manuais, batedeiras e furadeiras manuais e dispositivos controlados por rádio. Elas também são essenciais para motores de aeronaves, para o setor marítimo e para a área médica, para garantir desempenho e segurança ideais.

Tabela de comparação de engrenagens cônicas (fundição sob pressão)

PERGUNTAS FREQUENTES

O que é uma engrenagem cônica?

Uma engrenagem cônica é um tipo de engrenagem com dentes que são cortados ao longo da superfície de um cone. Essas engrenagens são usadas para transmitir movimento e potência entre eixos que se cruzam e que não são paralelos entre si.

Para que são usadas as engrenagens cônicas?

As engrenagens cônicas são utilizadas para transmitir movimento e potência entre eixos que se cruzam em diferentes ângulos. Sua versatilidade e capacidade de transferir movimento de forma eficiente em ângulos as tornam componentes indispensáveis em uma ampla gama de setores e aplicações.

Para que são usadas as engrenagens cônicas?

 As engrenagens cônicas mudam a direção da transmissão de energia entre eixos que se cruzam, normalmente a 90 graus. Elas são componentes essenciais em carros, caixas de câmbio e várias máquinas.

Qual é a vantagem de uma engrenagem cônica?

 As engrenagens cônicas oferecem uma maneira compacta de mudar a direção do eixo e são relativamente simples de fabricar, o que as torna econômicas para muitas aplicações.

Quais são os contras das engrenagens cônicas?

As engrenagens cônicas retas podem ser barulhentas em altas velocidades, e alguns tipos geram uma carga axial de empuxo que exige suporte adicional do rolamento.

Qual é a diferença entre uma engrenagem cônica e uma engrenagem de esquadria?

Ambas são engrenagens cônicas, mas as engrenagens de mitra têm o mesmo número de dentes e são projetadas especificamente para uma interseção de eixo de 90 graus para simplesmente mudar a direção, não alterar as relações de velocidade.