Os dentes engrenados transmitem movimento.
Uma engrenagem motriz empurra os dentes de uma engrenagem movida. Duas engrenagens exteriores simples em veios paralelos giram em sentidos opostos.
Os números de dentes determinam a relação de velocidades. Mais dentes na roda movida significam menos rotações por cada rotação da roda motriz.
Acompanhe uma redução ideal.
Uma redução de 3:1, desenhada à escala.
- Motora: 20 dentes. 600 rotações por minuto (rpm), com um binário de entrada de 10 N·m.
- Engrenagem movida: 60 dentes. 200 rpm no sentido oposto. O binário ideal de saída é 30 N·m; três voltas da roda motriz produzem uma volta da roda movida.
Se o binário de entrada for 10 N·m, o binário ideal de saída é 30 N·m. O real é inferior a essa velocidade devido às perdas do par de engrenagens.
Uma caixa de engrenagens não multiplica a potência.
Reduzir a velocidade pode aumentar o binário, mas as potências ideais de entrada e saída mantêm-se iguais. Os redutores reais perdem alguma potência por atrito e outros efeitos.
Um binário de saída maior não significa que o redutor criou energia. A saída gira um ângulo menor no mesmo tempo.
Engrenagens diferentes adequam-se a configurações diferentes.
As engrenagens cilíndricas de dentes retos e helicoidais ligam habitualmente veios paralelos. As engrenagens cónicas podem mudar a direção do veio. Os sistemas de parafuso sem fim utilizam um parafuso que aciona uma roda e podem proporcionar uma redução considerável.
Algumas máquinas de ascensor têm um redutor entre o motor e a polia motriz. As máquinas sem redutor ligam motor e polia sem esse estágio de redução.
Os dentes precisam de geometria e folga controladas.
A folga entre dentes é o espaço entre dentes engrenados. Alguma folga permite o funcionamento previsto, mas desgaste excessivo pode afetar movimento e ruído.
O alinhamento, os rolamentos, a lubrificação e o estado dos dentes funcionam em conjunto. Não se deve presumir que um redutor consegue imobilizar um elevador apenas porque a sua relação de redução é elevada.
Um olhar mais próximo
Uma transmissão por parafuso sem fim pode resistir ao acionamento inverso em certas condições, mas o autobloqueio depende da geometria, do atrito e das condições de funcionamento. Não é um substituto geral de um travão.
Verifique o que aprendeu
Um redutor ideal reduz a velocidade para um terço. O que acontece ao binário?
Mostrar a explicação
O binário aumenta para três vezes o valor de entrada. A potência mantém-se no modelo ideal; as perdas reais reduzem a saída.
Leitura adicional.
Leitura opcional para aprofundar esta lição.
- Open University: engrenagens e transmissões
A secção 1.13 usa diagramas de rodas e engrenagens para explicar relações de velocidade, números de dentes e sentido. Acompanhe a Figura 8 antes do trem de engrenagens mais complexo.