A “arte da mordida” no mundo mecânico: conhecendo os diferentes tipos de engrenagens

Na indústria de máquinas, a transmissão por engrenagens é uma das formas mais básicas de transmissão. A estrutura da transmissão por engrenagens é simples, possui alta eficiência de transmissão e pode garantir uma relação de transmissão precisa, sendo amplamente utilizada em diversos equipamentos mecânicos.

A eficiência das engrenagens é a eficiência de transmissão das engrenagens em condições normais de montagem. Se houver uma instalação incorreta, especialmente se a engrenagem cônica for montada a uma distância incorreta, resultando em um erro na interseção cônica, a eficiência será significativamente reduzida.

Engrenagens de eixo paralelo

1. Engrenagens retas: Engrenagens cilíndricas cujas linhas de dentes são paralelas à linha central do eixo. Elas são mais amplamente utilizadas em transmissão de potência porque são fáceis de processar.

2. Engrenagens helicoidais: Engrenagens cilíndricas com dentes helicoidais. São amplamente utilizadas por serem mais resistentes do que as engrenagens cilíndricas e por terem um funcionamento suave. O empuxo axial é gerado durante a transmissão.

3. Prateleiras: Uma engrenagem linear tipo cremalheira que engrena com uma engrenagem reta. Pode ser considerada um caso especial quando o diâmetro do círculo primitivo da engrenagem reta se torna infinito.

4. Cremalheiras helicoidais: Uma engrenagem de tira que engrena com uma engrenagem helicoidal. Isso é equivalente ao caso em que o diâmetro primitivo da engrenagem helicoidal se torna infinito.

5. Engrenagens internas: Engrenagens que engrenam com engrenagens retas e possuem dentes usinados na parte interna do anel. Usadas principalmente em aplicações como acionamentos planetários e acoplamentos de engrenagens.

6. Engrenagens espinha de peixe: Engrenagem feita pela combinação de duas engrenagens helicoidais com dentes dentados à esquerda e à direita. Tem a vantagem de não gerar empuxo na direção axial.

Engrenagens de eixo de intersecção

1. Engrenagens de meia-esquadria: Uma engrenagem cônica de dentes curvos com um ângulo de hélice de zero grau. Devido às características das engrenagens cônicas retas e curvas, a força na superfície do dente é a mesma que a das engrenagens cônicas retas.

2. Engrenagens cônicas retas: Uma engrenagem cônica cuja linha de dentes coincide com o barramento da linha do cone de passo. Como as engrenagens cônicas são relativamente fáceis de fabricar, elas são usadas em uma ampla gama de aplicações como engrenagens cônicas de transmissão.

3. Engrenagens cônicas espirais: Engrenagens cônicas com dentes curvos e ângulos helicoidais. Embora sejam mais difíceis de fabricar do que as engrenagens cônicas retas, são amplamente utilizadas como engrenagens de alta resistência e baixo ruído.

Engrenagens de eixo escalonadas

1. Engrenagem sem-fim cilíndrica: Engrenagem sem-fim cilíndrica é um termo geral para uma engrenagem sem-fim cilíndrica e a roda sem-fim que a engata. Sua principal característica é o funcionamento silencioso e a possibilidade de obter uma grande relação de transmissão com um único par, mas apresenta a desvantagem da baixa eficiência.

2. Engrenagens helicoidais de eixo escalonado: Nome dado às engrenagens sem-fim cilíndricas quando acionadas entre eixos escalonados. Pode ser usado no caso de engrenagens helicoidais ou engrenagens helicoidais e engrenagens retas. A operação é suave, mas é adequada para uso apenas com cargas leves.

Material da engrenagem

O corpo do dente da engrenagem deve ter alta resistência à fratura, a superfície do dente deve ter forte resistência à corrosão, ao desgaste e alta resistência à colagem, ou seja, os requisitos: superfície do dente dura, núcleo resistente. O material de engrenagem da Hezhong Heavy Industry geralmente escolhe 20CrMnTi.

Dentre eles, no aço estrutural e no aço para ferramentas, o cromo (Cr) pode melhorar significativamente a resistência, a dureza e a resistência à abrasão, ao mesmo tempo que reduz a Plásticobilidade e tenacidade do aço. O cromo também melhora a resistência à oxidação e à corrosão do aço, sendo, portanto, um importante elemento de liga para aço inoxidável e aço resistente ao calor.

Manganês (Mn) É originalmente um desoxidante fraco. A quantidade adequada de manganês pode efetivamente melhorar a resistência do aço, eliminar o enxofre e o oxigênio presentes no aço devido ao efeito quebradiço a quente, melhorar as propriedades de trabalho a quente do aço e melhorar a tendência à quebra a frio do aço, sem reduzir significativamente a plasticidade e a tenacidade ao impacto do aço.

Titânio (Ti) É um desoxidante potente em aço. Pode tornar a organização interna do aço densa, refinar a força dos grãos, reduzir a sensibilidade ao envelhecimento e a fragilidade ao frio do aço, além de melhorar o desempenho da soldagem.

Portanto, o 20CrMnTi é frequentemente usado para fabricar engrenagens com alta resistência, alta dureza e boa tenacidade.

Usinagem de engrenagens

O processo de usinagem de engrenagens geralmente envolve uma série de etapas: forjamento de blanks de dentes, furação plana de furos centrais, torneamento fino de blanks de dentes, fresamento, interpolação, raspagem, retificação, laminação de estrias e endireitamento. Etapas adicionais, como tratamento térmico (por exemplo, cementação e têmpera) e limpeza, são frequentemente envolvidas para garantir que a qualidade do produto atenda aos requisitos da aplicação específica.

Em resumo, as vantagens das engrenagens incluem confiabilidade operacional, alta eficiência de transmissão, estrutura compacta, etc., mas também apresentam desvantagens como altos custos de fabricação, alta precisão e inadequação para transmissão de longa distância. A escolha do tipo certo de engrenagem pode otimizar o desempenho do maquinário, mas também é necessário tomar decisões com base nos requisitos e condições específicas da aplicação.