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Como escolher o eixo sem-fim correto
Você pode estar curioso para saber como escolher o eixo sem-fim correto. Neste artigo, você aprenderá sobre módulos sem-fim com o mesmo diâmetro primitivo, engrenagens sem-fim de rosca dupla e acionamento sem-fim autotravante. Depois de escolher o eixo sem-fim adequado, você achará mais fácil usar os equipamentos em sua casa. Há muitas vantagens em selecionar o eixo sem-fim correto. Continue lendo para saber mais.
Forma côncava
O formato côncavo do eixo de um parafuso sem-fim é uma característica importante para o projeto de uma engrenagem helicoidal. Engrenagens helicoidais podem ser encontradas em uma ampla variedade de formatos, e os parâmetros básicos do perfil estão disponíveis em publicações especializadas e de fabricantes. Esses parâmetros são usados em cálculos geométricos, e a seleção da engrenagem helicoidal adequada para uma aplicação específica pode ser baseada nesses requisitos.
O perfil da rosca de um parafuso sem-fim é definido pela tangente ao eixo do seu cilindro principal. Os dentes têm formato reto com uma leve concavidade nas laterais. Assemelha-se a uma engrenagem helicoidal, e o perfil do próprio parafuso sem-fim é reto. Esse tipo de engrenagem é frequentemente usado quando o número de dentes ultrapassa um determinado limite.
A geometria de uma engrenagem sem-fim depende do tipo e do fabricante. Antigamente, as engrenagens sem-fim eram fabricadas de forma semelhante a roscas simples e podiam ser usinadas em um torno. Nessa época, era comum usar ferramentas de lados retos para produzir roscas no plano trapezoidal. Posteriormente, técnicas de retificação aprimoraram o acabamento da rosca e reduziram as distorções resultantes do endurecimento.
Quando uma engrenagem helicoidal possui múltiplos dentes, o ângulo de passo é um parâmetro fundamental. Um ângulo de passo maior aumenta a eficiência. Se você deseja aumentar o ângulo de passo sem aumentar o número de dentes, pode substituir um par de engrenagens helicoidais por um com um número diferente de entradas de rosca. O ângulo da hélice deve aumentar enquanto a distância entre centros permanece constante. No entanto, um ângulo de passo maior quase nunca é usado em transmissões de potência.
O número mínimo de dentes da engrenagem depende do ângulo de pressão com correção de engrenagem zero. O diâmetro do sem-fim é d1 e é baseado em um valor de módulo conhecido, mx ou mn. Geralmente, valores maiores de m são atribuídos a módulos maiores. E um número menor de dentes é chamado de ângulo de passo baixo. No caso de um ângulo de passo baixo, utiliza-se engrenagem helicoidal. O ângulo de passo da engrenagem sem-fim é menor que 10 graus.
Vermes de múltiplos fios
Os vermes de múltiplos fios podem ser divididos em conjuntos de um, dois ou quatro fios. A proporção é determinada pelo número de fios em cada conjunto e pelo número de dentes do aparelho. As contagens de fios mais comuns são 1, 2, 4 e 6. Para descobrir quantos fios você tem, conte o início e o fim de cada fio e divida por dois. Usando este método, você obterá a contagem correta de fios sempre.
O plano tangente do perfil de passo de uma rosca sem-fim muda conforme a rosca se move longitudinalmente ao longo do fio. O ângulo de inclinação é maior na garganta e diminui em ambos os lados. O raio de curvatura r” varia proporcionalmente ao raio da rosca sem-fim, ou ângulo de passo, no ponto considerado. Portanto, o ângulo de inclinação da rosca sem-fim, r, aumenta com a diminuição da inclinação e diminui com o aumento da inclinação.
Os sem-fins multi-rosca são caracterizados por uma alavancagem constante entre a superfície da engrenagem e as roscas do sem-fim. A relação entre a área da superfície dos dentes do sem-fim e o seu comprimento varia, o que permite o ajuste do conjunto sem-fim na mesma direção. Para otimizar o contato entre o sem-fim e a engrenagem, a relação tangente entre as duas superfícies é ideal.
A eficiência das transmissões por rosca sem-fim depende em grande parte do ângulo da hélice do parafuso sem-fim. Parafusos sem-fim com múltiplas roscas podem melhorar a eficiência da transmissão em até 25 a 50 vezes em comparação com parafusos sem-fim de rosca única. As engrenagens sem-fim são feitas de bronze, o que reduz o atrito e o calor nos dentes do parafuso. Uma máquina especializada pode usinar as engrenagens sem-fim para máxima eficiência.
Engrenagens helicoidais de rosca dupla
Em diversas aplicações, engrenagens helicoidais são utilizadas para acionar uma roda sem-fim. Essas engrenagens são únicas, pois o movimento do sem-fim não pode ser invertido pela força aplicada à roda sem-fim. Devido às suas propriedades de travamento automático, elas podem ser usadas para impedir o movimento inverso, embora essa função não seja totalmente confiável. As aplicações de engrenagens helicoidais incluem equipamentos de içamento, elevadores, talhas de corrente, molinetes de pesca e direção hidráulica automotiva. Devido ao seu tamanho compacto, essas engrenagens são frequentemente utilizadas em aplicações com espaço limitado.
Os conjuntos de engrenagens helicoidais geralmente apresentam maior desgaste do que outros tipos de engrenagens, o que significa que exigem padrões de contato mais restritos em peças novas. Os dentes da engrenagem helicoidal são côncavos, dificultando a medição da espessura do dente com pinos, esferas e paquímetros. Para medir a espessura do dente, no entanto, pode-se medir a folga, que é a medida do espaçamento entre os dentes de uma engrenagem. A folga pode variar de uma engrenagem helicoidal para outra, portanto, é importante verificá-la em vários pontos. Se a folga for diferente em dois pontos, isso indica que os dentes podem ter espaçamento diferente.
Engrenagens helicoidais de rosca simples proporcionam alta redução de velocidade, mas menor eficiência. Uma engrenagem helicoidal de múltiplas roscas pode proporcionar alta eficiência e alta velocidade, porém com uma desvantagem em termos de potência. Contudo, existem muitas outras aplicações para engrenagens helicoidais. Além de aplicações para serviço pesado, elas são frequentemente usadas em caixas de engrenagens para serviço leve em diversas funções. Quando usadas em conjunto com roscas helicoidais de rosca dupla, permitem uma redução substancial de velocidade em uma única etapa.
Engrenagens helicoidais de aço inoxidável podem ser usadas em ambientes úmidos. A engrenagem helicoidal não enferruja e é ideal para ambientes molhados e úmidos. As superfícies lisas da engrenagem helicoidal facilitam a limpeza. No entanto, elas requerem lubrificação. O lubrificante mais comum para engrenagens helicoidais é o óleo mineral. Este lubrificante é projetado para proteger a engrenagem helicoidal.
Acionamento por parafuso sem-fim com travamento automático
Um mecanismo de travamento automático por parafuso sem-fim impede que a plataforma se mova para trás quando o motor para. Um mecanismo de travamento automático dinâmico por parafuso sem-fim também é possível, mas não inclui um freio de retenção. Esse tipo de mecanismo de travamento automático por parafuso sem-fim não é suscetível a vibrações, mas pode produzir ruídos ao ser liberado. Além disso, pode ser necessário um freio adicional para impedir o movimento da plataforma. Um freio de retenção pode ser necessário por questões de segurança.
Um mecanismo de engrenagem helicoidal autoblocante não permite a intercambialidade das engrenagens motora e movida. Isso difere dos mecanismos de engrenagem cilíndrica, que permitem a troca de posições entre as duas engrenagens. Em um mecanismo de engrenagem helicoidal autoblocante, a engrenagem motora está sempre engatada e a engrenagem movida permanece estacionária. O mecanismo de acionamento trava automaticamente quando a engrenagem helicoidal é operada de maneira incorreta. Diversas fontes de informação sobre engrenagens helicoidais autoblocantes incluem o Manual de Máquinas (Machinery's Handbook).
Um mecanismo de engrenagem helicoidal autotravante não é difícil de construir e possui uma grande vantagem mecânica. De fato, a saída de um mecanismo de engrenagem helicoidal autotravante não pode ser acionada reversamente pelo eixo de entrada. Entusiastas podem construir um mecanismo de engrenagem helicoidal autotravante modificando barras roscadas e engrenagens disponíveis no mercado. No entanto, é mais fácil construir um mecanismo de catraca e lingueta, e significativamente mais barato. Contudo, é importante entender que você só pode acionar uma engrenagem helicoidal por vez.
Outra vantagem de uma engrenagem helicoidal autoblocante é o fato de não ser possível trocar os eixos de entrada e saída. Este é um grande benefício de usar esse mecanismo, pois permite obter alta redução de engrenagem sem aumentar o tamanho da caixa de engrenagens. Se você está pensando em comprar uma engrenagem helicoidal autoblocante para uma aplicação específica, considere as dicas a seguir para fazer a escolha certa.
Um conjunto de engrenagens helicoidais envolventes é ideal para aplicações que exigem alta precisão, eficiência e folga mínima. Seus dentes possuem formato diferenciado e as roscas da rosca são modificadas para aumentar a área de contato. Embora sejam mais caras de fabricar do que as de rosca simples, esse tipo de engrenagem é o mais indicado para aplicações onde a precisão é crucial. A transmissão por rosca helicoidal também é uma ótima opção para caminhões pesados devido ao seu tamanho avantajado e alta capacidade de torque.
