Tipos de Engrenagens (com tabela de aço para engrenagem)

As engrenagens são componentes comuns de máquinas modernas, encontradas em redutores, relógios, motores, fornos e equipamentos de automação.  Por isso, existem inúmeros tipos de engrenagens!

As ligas metálicas, especialmente os aços, são o material mais comum utilizado na fabricação desses componentes. Continue a leitura e descubra quais os principais tipos de engrenagens e os melhores aços para sua fabricação!

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O que é engrenagem?

Engrenagem é um tipo de elemento de máquina em que os dentes são cortados em torno de superfícies cilíndricas ou cônicas com espaçamento igual.

Funções das engrenagens

O acionamento por engrenagem tem três funções principais: aumentar o torque do equipamento acionador (motor) para o equipamento acionado, reduzir a velocidade gerada pelo motor e/ou alterar a direção dos eixos rotativos.

Velocidade e torque estão inversa e proporcionalmente relacionados quando a potência é mantida constante. Portanto, se a velocidade diminui, o torque aumenta na mesma proporção.

As engrenagens operam em pares, engajando-se mutuamente para transmitir energia.

Tipos de Engrenagens Existentes

Existem inúmeros tipos de engrenagens, que podem ser identificados de acordo com a posição do eixo. Abaixo você confere os principais!

Tipos de Engrenagens Helicoidais

Engrenagens helicoidais

Possuem dentes orientados em ângulo em relação ao eixo, ao contrário das engrenagens de dentes retos que são paralelos. Assim, mais de um dente entra em contato durante a operação, fazendo com que as engrenagens helicoidais sejam capazes de carregar mais carga do que as engrenagens de dentes retos.

Devido ao compartilhamento de carga entre os dentes, esse arranjo também permite que as engrenagens helicoidais operem de forma mais suave e silenciosa do que as engrenagens retas.

A maioria das engrenagens fechadas usa engrenagens helicoidais.

Engrenagens helicoidais duplas

São uma variação do primeiro tipo. Nelas, duas faces helicoidais são colocadas uma ao lado da outra com uma lacuna que as separa. Cada face tem ângulos de hélice idênticos, mas opostos.

Empregar um conjunto de engrenagens helicoidais duplas elimina as cargas axiais e oferece a possibilidade de sobreposição ainda maior dos dentes e operação mais suave.

Também são comumente empregadas em engrenagens fechadas.

Engrenagens Retas

Esses tipos de engrenagens transmitem energia por meio de eixos paralelos. Isso faz com que produzam cargas de reação radiais no eixo. Elas tendem a ser mais ruidosas do que as engrenagens helicoidais porque operam com uma única linha de contato entre os dentes.

Tipos de engrenagens cônicas

São mais comumente usadas para transmitir energia entre eixos que se cruzam em um ângulo de (90.º) graus. Elas são empregadas ​​em aplicações onde uma engrenagem de ângulo reto é necessária. Engrenagens cônicas geralmente são mais caras e não são capazes de transmitir tanto torque, por tamanho, quanto um arranjo de eixo paralelo.

Engrenagens cônicas em espiral

Possuem linhas de dente curvas. Devido à maior taxa de contato do dente, elas são superiores às engrenagens cônicas retas em eficiência, resistência, vibração e ruído. Por outro lado, são mais difíceis de produzir. Além disso, como os dentes são curvos, eles causam forças de impulso na direção axial.

Engrenagem meia-esquadria

As engrenagens de meia-esquadria são engrenagens cônicas usadas para alterar a direção da transmissão de força sem alterar a velocidade. Existem engrenagens de esquadria reta e de esquadria em espiral.

Engrenagem hipoide

Se parecem muito com a cônica em espiral, mas operam em eixos que não se cruzam. No arranjo hipoide, como o pinhão é colocado em um plano diferente do da engrenagem, os eixos são suportados pelos rolamentos em cada extremidade do eixo.

Engrenagens em espinha

Muito semelhantes às engrenagens helicoidais duplas, mas não têm uma lacuna separando as duas faces helicoidais. Engrenagens em espinha são, normalmente, menores do que as duplas helicoidais ​​sendo ideais para aplicações de alto choque e vibração. A engrenagem em espinha não é usada com muita frequência devido às suas dificuldades de fabricação e alto custo!

Engrenagens sem-fim

Transmitem potência através de ângulos retos em eixos que não se cruzam. As engrenagens sem-fim produzem carga de impulso e são boas para aplicações de alta carga de choque, mas oferecem eficiência muito baixa em comparação com as outras engrenagens. Por isso, são frequentemente utilizadas ​​em aplicações de baixa potência.

Cremalheira

Dentes de mesmo tamanho e formato, cortados a distâncias iguais ao longo de uma superfície plana ou haste reta, são chamados de cremalheira. Desse modo, esse tipo é uma engrenagem cilíndrica com o raio do cilindro de passo infinito. Ao engrenar com um pinhão de engrenagem cilíndrica, ele converte o movimento rotacional em movimento linear.

As cremalheiras podem ser amplamente divididas em dentadas retas e dentadas helicoidais, mas ambas possuem linhas de dentes retas. Ao usinar as extremidades das cremalheiras, é possível conectar as cremalheiras de ponta a ponta.

Aplicações

Esses diferentes tipos de engrenagens são empregados em inúmeros segmentos industriais, como: indústria automobilística, alimentícia, química, aviação, siderúrgicas, ferroviária, etc.

Materiais usados na fabricação de engrenagem

Na hora da escolha do material, é preciso levar em consideração a resistência e as condições de serviço (como desgaste e ruído).

O ferro fundido é um material comum para engrenagens devido às suas boas propriedades de desgaste, usinabilidade e facilidade de produção.

Engrenagens helicoidais tendem a usar bronze devido à capacidade de resistência ao desgaste do material.

Os aços carbono ou liga são comumente usados ​​devido a sua alta resistência. Esses aços são tratados termicamente para obter a combinação adequada de tenacidade e dureza dentária.

Além das ligas metálicas, os termoplásticos também podem ser utilizados na fabricação dos tipos de engrenagens.

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Qual o melhor aço para engrenagens?

Muitos aços podem ser utilizados na fabricação dos diferentes tipos de engrenagens. Em especial, as 4 ligas mais utilizadas na indústria para construção mecânica: SAE 4140, 8620, 4340 e 8640!

Esses 4 tipos de aço para engrenagem podem ser encontrados em barras laminadas e forjadas, nos formatos bloco, quadrado e redondo.

➡️ Aços para engrenagens – orçamento online

Tabela de aços para engrenagens

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