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CAP 7 - Introdução aos elementos de transmissão
Elementos de transmissão são sistemas que transferem potência e movimento a um outro sistema. Alguns elementos de máquina para transmissão são: correia, correntes, engrenagens, rodas de atrito, roscas, cabos de aço. Daremos ênfase as polias e engrenagens.
Na figura abaixo, a polia condutora transmite energia e movimento à polia conduzida.
Os sistemas de transmissão podem, também, variar as rotações entre dois eixos. Nesse caso, o sistema de rotação é chamado variador. As maneiras de variar a rotação de um eixo podem ser: por engrenagens; correias e atrito.
Polias
Polias são elementos mecânicos circulares, com ou sem canais periféricos, acopladas a eixos motores e movidas por máquinas e equipamentos. Para uma polia funcionar é necessário a presença de vínculos chamados correias. Quando em funcionamento, polias e correias podem transferir ou transformar movimentos de um ponto para outro da máquina. Sempre haverá transferência de força.
Os materiais que se empregam para a construção das polias são: ferro fundido (o mais utilizado), aços, ligas leves e materiais sintéticos. A superfície da polia não deve apresentar porosidade, pois, do contrário, a correia irá se desgastar rapidamente.
Correias
Correias são elementos de máquinas que tem por função fazer o vínculo entre duas polias e transmitir forca e movimento através do atrito com a polia.
Os materiais empregados na fabricação das correias são os seguintes: borracha; couro; materiais fibrosos e sintéticos à base de algodão; viscose; perlon; náilon e materiais combinados à base de couro e sintéticos. A grande maioria das correias utilizadas em máquinas industriais são aquelas constituídas de borracha e revestidas de lona. Essas correias apresentam cordonéis vulcanizados em seu interior para suportarem as forças de tração.
Relação de transmissão, i Relação de transmissão i entre duas polias = razão entre a velocidade de rotação da polia conduzida e a velocidade de rotação da polia motora:
Se i < 1: houve uma redução de velocidade
Ex.: velocidade de rotação da polia motora = 720 rpm velocidade de rotação da polia conduzida = 240 rpm. i = 1/3 (ou 1:3), ou seja, a velocidade de rotação da polia conduzida é igual 1/3 da velocidade de rotação da polia motora
Se i > 1: houve uma multiplicação de velocidade
Ex.: velocidade de rotação da polia motora = 150 rpm velocidade de rotação da polia conduzida = 600 rpm. i = 4 (ou 4:1), ou seja a velocidade de rotação da polia conduzida é igual a 4 vezes da velocidade de rotação da polia motora.
Se i = 1: não houve nem redução e nem multiplicação de velocidade
Engrenagens - a:Cilíndricas Retas, Cilíndricas Helicioidais - b: Eixos paralelos; - c: Eixos concorrentes
Engrenagens Cilíndricas Helicoidais: Possuem dentes inclinados em relação ao eixo de rotação da engrenagem. Podem transmitir rotação entre eixos paralelos e eixos concorrentes (dentes hipoidais). Podem ser utilizadas nas mesmas aplicações das E.C.R.. Neste caso são mais silenciosas. A inclinação dos dentes induz o aparecimento de forças axiais.
Engrenagens Cônicas: Possuem a forma de tronco de cones. São utilizadas principalmente em aplicações que exigem eixos que se cruzam (concorrentes). Os dentes podem ser retos ou inclinados em relação ao eixo de rotação da engrenagem.
Engrenagens Cilíndricas Cônicas e Parafuso Sem fim - Coroa
Parafuso sem fim – Engrenagem coroa (Sem fim-coroa): O sem fim é um parafuso acoplado com uma engrenagem coroa, geralmente do tipo helicoidal. Este tipo de engrenagem é bastante usado quando a relação de transmissão de velocidades é bastante elevada.
Pinhão-Cremalheira: Neste sistema, a coroa tem um diâmetro infinito, tornando-se reta. Os dentes podem ser retos ou inclinados. O dimensionamento é semelhante às engrenagens cilíndricas retas ou helicoidais. Consegue-se através deste sistema transformar movimento de rotação em translação.
Engrenagens Pinhão-cremalheira Caixa de redução – redutor
Análise de Tensões em Dentes de Engrenagens
A principal solicitação que ocorre no pé do dente é a flexão que gera uma tensão normal causada pela carga transmitida. A figura abaixo mostra um modelo de analise de tensões por elementos finitos. A parte em azul são tensões baixas e as mais escuras são maiores até o vermelho.
EXERCICIOS
1- O acionamento por correia plana mostrado na figura, a polia motriz tem um diâmetro de 100 mm e, gira a 1750 rpm. Calcule o diâmetro da polia movida da máquina que possui uma rotação de 250 rpm.
2- Duas polias estão ligadas entre si por uma correia. O diâmetro de uma delas é 40cm e o da outra é 20cm. Se a polia de diâmetro maior efetua 240rpm, determine em hertz (Hz) a freqüência da polia menor. (Resp.: 8Hz)
3- Duas polias de raios R 1 e R 2 estão ligadas entre si por uma correia. Sendo R 1 = 4R 2 e sabendo que a polia de raio R 2 efetua 60rpm. Determine a freqüência da polia de raio R 2 em rpm. (Resp.: 15rpm)
