" /> Engrenagem: Quais são os seus tipos e aplicações? Entenda já!

Você sabe o que é engrenagem? Onde elas podem ser aplicadas? Quais modelos estão disponíveis e quais são os mais comuns?

Não se preocupe se você não souber as respostas das perguntas acima.

Engrenagem é um elemento de transmissão mecânica composto por rodas dentadas e neste artigo nós iremos entender TUDO sobre elas.

Falaremos sobre cada modelo (cônica, cilíndrica, sem fim) de forma específica, abordaremos as suas principais características, possíveis aplicações nas indústrias e explicaremos também qual a diferença entre os dentes retos e helicoidais.

Tenho certeza que ao fim deste artigo você se tornará um expert no assunto e saberá qual solução é a melhor para sua operação.

Engrenagem - blog post Acoplast Brasil

O que é engrenagem?

Como vimos, engrenagem é um dispositivo mecânico composto muito utilizado por diversas máquinas e equipamentos industriais. Ela é composta por rodas dentadas e existem vários modelos e opções disponíveis no mercado. 

Os modelos variam em relação ao tamanho, formato e ao modo de transmissão do movimento.

Mas não se preocupe! Falaremos de forma detalhada neste artigo sobre todos os modelos disponíveis no mercado.

Como ela funciona?

Ela funciona através do atrito dos seus dentes com uma segunda engrenagem. O seu objetivo é transmitir potência para uma determinada máquina através da ligação entre eixos, promovendo velocidade de rotação e torque à este processo.

Portanto, elas operam em pares, ou seja, os dentes de um par se encaixam nos espaços dos dentes do outro. A partir disso, como vimos, elas ficam aptas a transmitir rotação e torque para um motoredutor, por exemplo.

Não sabe o que é e como escolher o motoredutor ideal para sua indústria? Acesse nosso artigo: o que é motoredutor? E esclareça todas as suas dúvidas à respeito deste assunto!

Além disso, se você fizer uma modificação ou redução na engrenagem é possível regular a sua velocidade. Essa alteração é aconselhável em situações nas quais o motor gira de forma muito rápida, fornecendo energia para toda operação, mas não oferecendo torque suficiente.

Há vários modelos e tipos de engrenagens que estão presentes em diversos segmentos de mercados industriais, como:

  • Aviação;
  • Indústria química;
  • Indústria alimentícia;
  • Siderúrgicas;
  • Metalúrgicas;
  • Transporte ferroviário;
  • Dentre outras.

Antigamente todas as engrenagens possuíam um problema em relação a mudança do ponto de contato dos dentes à medida em que elas entrassem em movimento.

Assim, para solucionar esse problema, os modelos fabricados hoje em dia possuem um dente especial, levemente curvo, chamado de envolvente. Com a aplicação desse dente se tornou possível manter uma velocidade constante para os pares de engrenagens.

Além disso, é importante que as suas superfícies de contato sejam moldadas com atenção e cuidado.

Para melhor entendimento, veja este exemplo: se o pinhão (roda menor do par de engrenagens) estiver no eixo motor, a engrenagem buscará reduzir a velocidade e aumentar torque.

Porém, se a roda maior do par (coroa) estiver no eixo motor, ela atuará como um acelerador de velocidade e redutor de torque.

Qual roda da engrenagem é o pinhão e qual é a coroa?

O pinhão é a engrenagem menor, portanto ela faz mais rotações que a coroa.

A coroa já é a maior. Portanto ela exerce menor rotação mas realiza um trabalho maior sobre o pinhão.

Quais são os tipos de engrenagens disponíveis?

Agora que já entendemos o que é uma engrenagem e quais são as suas aplicações, vamos entender de maneira super completa as características de cada tipo disponível no mercado.

É importante ressaltar que cada modelo possui uma determinada característica que o difere dos outros. Portanto para que você consiga ótimos resultados em seu processo é fundamental que você analise e entenda quais são as suas necessidades operacionais.

Preparados?!

Engrenagens cilíndricas com dentes retos

Este modelo é o mais tradicional, sendo amplamente utilizado em fábricas e empresas.

As cilíndricas com dentes retos são aplicadas principalmente em motores, podendo exercer funções essenciais para conjuntos de motores que necessitam manter a mesma velocidade e rotação para que consigam melhor desempenho durante o processo.

Além disso, para que essas engrenagens funcionem de forma plena e confiável, é necessário que haja um encaixe perfeito entre os pares.

Caso não seja efetuado este encaixe, é possível que sua operação fique comprometida. Assim você pode ter sérios danos e prejuízos em relação ao seu redutor ou motoredutor.

Portanto, para aplicação e fabricação de engrenagens é necessário diversos estudos sobre a qualidade do encaixe que uma peça exerce sobre a outra.

duas engrenagens cilíndricas com dentes retos, pinhão e coroa

Engrenagens cilíndricas com dentes helicoidais

As cilíndricas com dentes helicoidais são constituídas por dentes que não permanecem alinhados com a direção axial em que estão colocados os elementos de transmissão mecânicas.

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Portanto, esse modelo é utilizado quando há necessidade de proporcionar reduções que não tenham amplo espaço axial e não façam ruídos.

Em comparação com os dentes retos, os helicoidais são mais largos. Além disso, eles utilizam um engrenamento que é feito de forma gradual quando as engrenagens estão em funcionamento.

Assim, o engrenamento desse modelo cilíndrico com dentes helicoidais pode ser feito de forma paralela ou cruzada.

Vamos entender abaixo sobre cada um dessas duas formas:

Engrenamento paralelo

O engrenamento paralelo ocorre quando o deslizamento é iniciado na extremidade do dente. Assim a face é varrida de forma cruzada, o serviço se torna silencioso e há menor vibração no sistema.

Engrenamento cruzado

O engrenamento cruzado ocorre quando os dentes possuem contatos que são realizados de forma pontual.

Essa forma de trabalho gera reduções na capacidade de carregamento. Portanto, é recomendada em situações com cargas leves, quando há um melhor aproveitamento e eficiência da engrenagem.

Engrenagens cônicas com dentes retos

Como já vimos ao longo deste artigo, cada engrenagem mecânica presente em uma indústria possui características próprias que vão de acordo com a necessidade de uma determinada operação e equipamento.

Portanto, a engrenagem cônica de dentes retos tem como objetivo fazer a transmissão do movimento rotatório entre um eixo “concorrente” (dentes hipoidais).

Para que seja feito essa transmissão, uma engrenagem é colocada sobre a outra em um cruzamento no ângulo de 90º.

Além disso, os formatos dos dentes cônicos fazem com que possíveis atritos caiam sobre apenas um dente da peça. Porém, por causa dessa vantagem, as engrenagens cônicas de dentes retos podem se desgastar mais ao longo do tempo.

Ressaltamos, mais uma vez, o quão fundamental é efetuar um encaixe perfeito entre os dentes, pois só assim você evitará problemas durante toda a sua atividade.

Outro ponto importante é que como elas são utilizadas por diferentes maquinários, elas possuem uma grande variedade de tamanhos disponíveis. Portanto, entenda bem qual é a sua necessidade operacional e solicite o tamanho que melhor te atende.

engrenagem cônica com dentes retos com pinhão acima da coroa - Blog Post Acoplast Brasil

Engrenagens cônicas com dentes helicoidais

Para a escolha deste modelo, é importante entender quais são as suas características, vantagens e quais cuidados você deve tomar na hora de efetuar a instalação e manutenção deste produto.

Portanto, a engrenagem cônica de dentes helicoidais, assim como as outras, possui diversas finalidades e está presente em todo tipo de indústria.

Porém, o seu uso mais comum são em máquinas que necessitam de grande transmissão de torque.

Além disso, sua forma cônica permite um rendimento de 95% a 98% e seus dentes transversais em forma de hélice proporcionam menos ruídos e maior eficiência se comparados às engrenagens cônicas de dentes retos.

Mas apesar de todas essas vantagens é importante tomar algumas precauções em relação à esse produto.

Primeiramente, você deve observar de qual material a engrenagem é feita. Como ela suporta alto rendimento, ela consequentemente deve ser fabricada com materiais que possuam boa resistência.

E como a sua instalação é feita de forma cuidadosa, é importante que haja processos constantes de limpeza e lubrificação do produto.

Engrenagens cônicas com dentes hipoides

Diferentemente das engrenagens com dentes retos e helicoidais, as hipoides apresentam uma separação dos eixos.

Portanto, a partir da sua instalação o sentido de rotação do eixo de transmissão e de saída pode ser o mesmo ou o oposto.

Outra característica deste modelo é que os eixos se cruzam em dois níveis paralelos.

Assim, as engrenagens hipoides possuem alguma vantagens e desvantagens, veja abaixo:

Vantagens

  • Pinhão pode ser executado com ângulo maior;
  • Forças de reação altas dos dentes;
  • Torques elevados;
  • Design altamente compacto;
  • Podem ser combinadas com outros tipos de transmissão;
  • Podem ser aplicadas em espaços limitados.

Desvantagens

  • Não são indicadas para velocidades muito altas;
  • Separação dos eixos gera deslizamento adicional dos dentes;
  • Utilização obrigatória de óleos lubrificantes especiais.

Assim, esse modelo é muito aplicado nas traseiras de veículos, especialmente em caminhões. Logo, quanto maior o torque da engrenagem hipóide, mais benefícios esses veículos de grande porte terão.

Engrenagem cônica com dentes espirais

O modelo cônico com dentes espirais possuem dentes curvos e inclinados. Assim como as outras engrenagens, esse modelo suporta cargas elevadas e efetuam transmissões com poucos ruídos.

Além disso, ela possui uma característica bem peculiar, é capaz de suportar números maiores de rotações por minuto (rpm).

Outra característica que podemos ressaltar a respeito dessa engrenagem é em relação aos seus dentes fixos, que permitem maior distribuição de atrito nas peças.

Portanto, esse modelo é muito requisitado nos seguintes processos:

  • Quando há a necessidade de mudar a rotação de um eixo;
  • Quando processos necessitam de altas velocidades (indústrias automobilísticas);

Um ponto negativo à respeito deste produto é que como ele possui uma configuração especial (dentes fixos) e normalmente são fabricados de acordo com a necessidade operacional de uma empresa ou indústria, eles possuem custos maiores do que as outras engrenagens.

Ficou alguma dúvida em relação à esses tipos? Veja abaixo um vídeo explicativo à respeito das engrenagens cilíndricas, cônicas e helicoidais.

Engrenagens parafuso em fim ou rosca sem fim

A rosca sem fim funciona a partir de um movimento circular. Este movimento é gerado pelo parafuso que movimenta a coroa ou o pinhão, mantendo sempre o movimento em uma forma circular.

Assim, elas são utilizadas com o objetivo de reduzir rotações e aumentar o torque de um determinado redutor.

Um dos modelos de redutores mais famosos que utilizam esse tipo de engrenagem, são os redutores CAVEX. Caso tenha curiosidade, você verá que o modelo CAVEX Worm Wheel Sets é um modelo de engrenagem parafuso sem fim.

Esses modelos da CAVEX são muito utilizados por indústrias químicas, alimentícias e farmacêuticas.

Além disso, o modelo rosca sem fim são muito utilizados quando há a necessidade de reduzir a velocidade de transmissão. Assim, os modelos costumam ter reduções de mais de 1:300.

Uma das diferenciações desse modelo com os demais, é que a engrenagem não consegue girar o eixo.

Essa característica é extremamente útil para máquinas que necessitam de alta precisão de movimento ou redução de velocidade. Podemos citar como exemplo os transportadores, no qual o travamento pode funcionar como um freio para a esteira, caso o motor não esteja funcionando.

Planetárias

As planetárias são constituídas por 4 diferentes engrenagens, a solar e as satélites (que giram em torno da engrenagem solar).

Esse modelo tem como objetivo transformar a alta velocidade de rotação de um motor em um grande torque.

Com isso elas são ideais para indústrias que desejam índices maiores de redução, sendo geralmente aplicadas em automóveis, alimentadores de papel e motores elétricos.

Cremalheira

A cremalheira funciona a partir de uma engrenagem cilíndrica reta ou helicoidal que é acoplada a um trilho retilíneo horizontal (cremalheira) e o seu objetivo é transformar um movimento circular em longitudinal.

Elas são muito utilizadas em portões elétricos (sim, aqueles presentes em casas e apartamentos), equipamentos industriais e em ferrovias. Além disso, sua utilização é muito comum em operações que necessitam de maior controle por parte de um operador.

Portanto, apesar de ser considerado um produto “simples”, a cremalheira ainda é muito utilizada em diferentes segmentos de mercados.

Imagem ilustrativa da engrenagem cremalheira - engrenagem e trilho (cremalheira)

Entenda a diferença entre dentes retos e helicoidais

Avaliar e analisar essas diferenças não é algo complexo. Aliás, é bem fácil!

As engrenagens com dentes helicoidais são muito utilizadas em transmissões de rotações elevadas e não emitem barulhos e ruídos.

As com dentes retos são modelos mais comuns. Assim, elas possuem menor custo se comparados com os modelos helicoidais e são utilizadas em transmissões que necessitam alterar a posição das engrenagens.

Portanto, caso você queira reduzir vibrações e fluidos, utilize os dentes helicoidais. Mas, se você quer transmissões de potência de forma mais homogênea, utilize os modelos com dentes retos.

Engrenagem cônica com dentes helicoidais em processo de fabricação e usinagem

Conclusão

Vimos neste artigo o que são engrenagens e analisamos cada modelo de forma bem detalhada, citando suas principais características e aplicações.

Além disso, geralmente esses dispositivos de roda dentada são utilizados de forma conjunta com acoplamentos e redutores industriais.

Ressaltamos que o preço das engrenagens variam de acordo com sua aplicação, tamanho e modelo. Portanto, geralmente engrenagens retas são mais baratas que as helicoidais. Mas lembre-se que isso não é regra! Tudo dependerá do tamanho e aplicação da mesma.

Portanto, para que você garanta melhores resultados em sua indústria, entenda tudo sobre redutores de velocidade e escolha o produto que mais se encaixa com a engrenagem que está aplicada em sua operação!

Mas, como faço para escolher o modelo perfeito para minha indústria?

Você pode escolher tanto os modelos específicos (padronizados) quanto os tradicionais. A diferença é que os tradicionais são intercambiáveis, possui aplicações em diversos equipamentos e são mais baratos.

Em contra partida, as específicas são exclusivas para determinada aplicação, sendo utilizadas apenas em uma máquina específica, o que faz com que os resultados do processo sejam melhores.

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Até a próxima!

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