Fundamentos de engrenagens - Importância da análise de forças em engrenagens

*ERRATA: no minuto 7:34 ao invés de falar "o diâmetro do cone primitivo" eu deveria ter dito "o ângulo do cone primitivo".

Nessa videoaula o prof. William Maluf apresenta a importância de se estudar o fenômeno da troca de força entre as engrenagens, não somente as cônicas.

Um variador de velocidades de estágio único, composto por engrenagens cônicas, é utilizado como exemplo prático para ilustrar o fenômeno de contato entre os dentes conjugados.

Apesar de ser um tema já tratado em vídeos anteriores, a relação de transmissão total de um sistema é explicada em detalhes, ao tratar o multiplicador de velocidades operando em duas situações distintas: com o motor conectado no eixo do pinhão, e posteriormente no eixo da coroa.

A classificação do sistema em redutor ou multiplicador de velocidades é discutida. A interpretação física da relação de transmissão é reforçada tanto nas consequências para as rotações quanto para os torques.

A hipótese simplificadora, de quê a troca de forças acontece no diâmetro médio e no meio da largura dos dentes conjugados, é apresentada e fundamentada em 3 livros de referência da disciplina: Collins, Shigley e Juvinall.

As forças trocadas pelos pares engrenados são normais aos flancos dos dentes conjugados. Essas forças é costumam ser expressas através de projeções ortogonais nas direções tangencial, radial e axial.

A análise de forças trocadas entre engrenagens afeta diversos aspectos do projeto mecânico. Os principais são: a resistência mecânica das próprias engrenagens, o dimensionamento dos eixos de transmissão de potência, a seleção dos mancais de rolamento e a especificação dos métodos de união dos elementos montados sobre o eixo.

Dessa maneira, fica justificada a relevante importância da adequada compreensão e da exatidão dos cálculos das forças trocadas entre rodas dentadas. Sem essa análise precisa, aspectos fundamentais do projeto de sistemas e componentes mecânicos estão sujeitos ao fracasso.