Engrenagem helicoidal

Engrenagem helicoidal

Visão em uma unidade de engrenagem helicoidal

Conjunto de engrenagem helicoidal simplex de 4 velocidades

Eixo sem-fim e roda sem-fim

Desenho técnico (desenho de grupo com lista de peças) de uma engrenagem helicoidal

Engrenagem sem-fim em um açude

Engrenagem sem-fim da direção de um rolo-compactador

Engrenagem sem-fim ajustável de folga

Engrenagem sem-fim globóide feita de madeira

Uma engrenagem sem-fim ( acionamento sem-fim inglês ) é uma combinação de transmissão helicoidal e de engrenagem e compreende um eixo sem - fim em forma de parafuso e uma engrenagem, a chamada roda sem - fim . A rosca do eixo sem-fim engata nas lacunas entre os dentes da roda sem-fim.

Ao contrário da transmissão com apenas contato de rolamento em alguns casos, o contato deslizante permanente ocorre aqui, como em uma engrenagem helicoidal. Esta é a principal razão para a eficiência relativamente baixa para relações de marchas altas e o resfriamento de tal transmissão que geralmente é necessário. Mas também é a razão pela qual a engrenagem helicoidal é a mais silenciosa e uma transmissão com uma capacidade de carga relativamente alta.

história

Não se sabe quando exatamente a primeira engrenagem helicoidal foi criada. Um desenho representando uma engrenagem sem-fim é conhecido de Albrecht Dürer (* 1471 † 1528), que também se dedicou matematicamente a vermes e espirais. No século 19, as aplicações para sistemas de leme de navio se espalharam . Nos primórdios da motorização , as engrenagens de corrente foram utilizadas na tecnologia veicular , que foram substituídas por engrenagens diferenciais com engrenagens sem-fim no início do século XX . No século 21, as engrenagens sem-fim ainda são comuns. Uma aplicação bem conhecida é o mecanismo de afinação em instrumentos de corda .

construção

Uma engrenagem helicoidal consiste em um eixo com uma ou mais voltas helicoidais, o sem-fim, e uma engrenagem helicoidal, a engrenagem sem-fim, engrenando com ele. Os eixos dos dois são principalmente deslocados em 90 °. As áreas especiais de aplicação para tal caixa de engrenagens são onde grandes reduções (até 150) e / ou travamento automático são necessárias em uma etapa . Existem caracóis destros e canhotos. Ambas as direções de rotação são igualmente possíveis. A maioria dos aplicativos é controlada pelo worm.

A relação de engrenagem é calculada como o quociente do número de dentes z2 da roda sem-fim pelo número de voltas z1 do sem-fim. Quando conduzido pelo sem-fim, a velocidade é convertida em velocidade lenta, quando conduzido pela roda, porém, a velocidade é aumentada (somente possível com emparelhamentos sem travamento automático).

O autotravamento ocorre devido ao atrito deslizante entre o sem-fim e a roda sem-fim, mas apenas com uma relação de transmissão alta, baixo número de voltas e um ângulo de hélice de ɣ <5 °. Ele tem o efeito de que, por meio de engrenagens sem-fim de travamento automático, a velocidade só pode ser bastante reduzida, mas não aumentada significativamente. Este efeito também pode ser usado para diminuir os freios necessários nas caixas de engrenagens de elevadores ou talhas de corrente . Por razões de segurança, o autotravamento não substitui o freio.

O caracol

Em geral, o sem-fim é uma forma especial de engrenagem helicoidal . O ângulo do dente helicoidal é tão grande que um dente se enrola várias vezes em espiral ao redor do eixo da roda. O dente, neste caso, é denominado engrenagem . Existem caracóis de um ou vários voos . Os materiais usuais para parafusos são aços cementados ou nitretados. A superfície recebe uma camada resistente ao desgaste por meio de cementação ou nitretação .

A roda sem-fim

Engrenagens helicoidais consistem predominantemente de Sn- bronzes (CuSn) e, a partir de um certo tamanho, são fabricados como jantes de rodas por razões de custo, os quais são montados sobre os corpos de base mais baratos (por exemplo, feitos de aço fundido). A produção ocorre em fundição contínua GC para engrenagens pequenas e subordinadas ou como fundição centrífuga GZ para requisitos de maior resistência na área de engrenagens. Devido às suas boas propriedades de funcionamento de emergência em relação ao aço, o bronze é adequado para a construção de engrenagens. No caso de torques elevados a serem transmitidos, é usado latão especial ou bronze de alumínio. Deve-se notar aqui que a velocidade de deslizamento deve ser bastante reduzida em comparação com as rodas de bronze Sn.

espécies

• Engrenagem sem-fim cilíndrica
  O corpo principal do sem-fim tem uma forma cilíndrica e a roda sem-fim tem uma curvatura (globóide) correspondente ao diâmetro do sem-fim. A vantagem aqui é a fabricação mais simples do parafuso, por isso esse tipo também é o mais comum e também é conhecido como "formato padrão".

• Engrenagem sem-fim globóide
  Aqui, o sem-fim tem uma forma globóide e a roda sem-fim é cilíndrica. A possibilidade de utilizar uma engrenagem dentada helicoidal convencional como roda sem-fim traz grandes vantagens, mas a fabricação da sem-fim torna-se muito mais complexa.

• Engrenagem globóide
  Este é um projeto especial em que o sem-fim e a roda sem-fim são concebidos como corpos globóides. Devido à alta complexidade de fabricação das engrenagens helicoidais, no entanto, elas são usadas apenas como peças individuais e em casos especiais e geralmente não são produzidas em série.

• Engrenagem helicoidal OTT: engrenagem helicoidal
  com folga ajustável O sem-fim nesta versão consiste em 2 partes: um sem-fim de eixo e um sem-fim oco. A folga entre o sem-fim e a roda sem-fim é ajustada girando as duas partes do sem-fim. Os dentes são projetados de forma que apenas um lado do dente sem-fim fique preso ao dente da roda.

• Engrenagem sem-fim duplex : engrenagem sem -fim
  com folga ajustável, eixo sem-fim com dois passos / módulos diferentes no bordo de ataque e de fuga. Ao reajustar axialmente o eixo sem-fim em relação à roda sem-fim, enrolamentos sem-fim mais fortes são acionados com pouca folga. Em proporção à relação de transmissão, vários dentes também se desgastam ao mesmo tempo.

Materiais e lubrificação

A fabricação de engrenagens helicoidais aumenta as demandas do processo de produção em termos de precisão de fabricação e qualidade de superfície para reduzir o atrito . Pelo mesmo motivo, o sem-fim e a roda sem-fim são feitos de materiais diferentes; enquanto o parafuso exposto a maior desgaste z. B. feita de aço endurecido, a roda helicoidal geralmente é mais macia e consiste em latão , bronze ou plástico autolubrificante.

As engrenagens helicoidais expostas são lubrificadas com graxa, com caixas fechadas o óleo também pode ser usado para lubrificação. Então, z. B. Óleos sintéticos à base de poliglicol são usados para lubrificação. No caso de latão especial ou bronze de alumínio, os óleos PG estão fora de questão, apenas óleos minerais podem ser usados ​​para lubrificação. O suprimento de óleo deve ser baseado no projeto da caixa e na dissipação de calor pretendida ( lubrificação por respingo / lubrificação por circulação ).

Como as engrenagens sem-fim podem aquecer em operação contínua devido à sua baixa eficiência e altas relações de transmissão, outra tarefa do lubrificante é, como em outras engrenagens, transportar o calor para longe. Se ele conseguir transferir facilmente para a carcaça, que é nervurada para esse fim, ou se for até mesmo soprada por um ventilador, o suprimento de óleo pode ser menor.

Requisitos de construção

Uma vez que o sem-fim é dentado de maneira helicoidal, mas está firmemente apoiado, ocorrem altas forças axiais . Dependendo da operação, seja em um sentido de rotação ou em ambos, as páginas correspondentes são z. B. ser apoiado adequadamente com rolamentos axiais . As condições para engrenagens de dentes retos helicoidais também se aplicam à engrenagem helicoidal.

Também deve ser observado que o sem-fim também está sujeito a cargas de flexão e que o rolamento deve ser projetado para ser elástico ou para compensar os ângulos de acordo. O engrenamento correto em caso de alteração da distância central causada por flexão só é garantido com a utilização de minhocas com flancos involutos. No caso de parafusos de flanco oco, a deflexão pode causar desgaste prejudicial da borda.

Formulários

As engrenagens sem-fim são utilizadas como engrenagens de força em prensas , em laminadores , em tecnologia de transporte, em máquinas de mineração e remo , mas também em projetos de precisão como sem-fim duplex em cabeças de fresagem e mesas rotativas.

Outras aplicações são atuadores , e. B. em resistores de compensação multi- voltas , e especialmente no passado engrenagens de direção para veículos motorizados .

Exemplos de tradução em alta velocidade são acionamentos mecânicos de centrífugas em máquinas de laticínios, mostradores rotativos e freios aerodinâmicos ou reguladores centrífugos em gramofones e caixas de música .

• 

  Mecanismo de caixa de música com worm drive

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  Mecanismo de ajuste com acionamento sem-fim

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  Potenciômetro de aparagem com acionamento sem-fim

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  Veículo motorizado, direção com engrenagem helicoidal

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  Veículo motorizado, engrenagem diferencial com transmissão sem-fim

literatura

• Hugh Kerr Thomas: Engrenagem sem - fim . McGraw-Hill Book Company, New York 1913, OCLC 250660390 (inglês). 
• Frederick A Halsey: Engrenagem sem- fim e espiral . Van Norstrand, Londres 1918, OCLC 44489586 (inglês). 

Links da web

Wikcionário: engrenagens sem-fim  - explicações de significados, origens de palavras, sinônimos, traduções

https://archive.org/details/wormgearing00thomrich/page/n7/mode/1up

Evidência individual

1. ↑ Hugh Kerr Thomas: Engrenagem sem - fim . ( archive.org ).