EngrenagemA modificação do perfil de dente é um aspecto crucial do design da engrenagem, melhorando o desempenho, reduzindo o ruído, a vibração e a concentração de tensão. Este artigo discute os principais cálculos e considerações envolvidas no projeto de perfis de dentes de engrenagem modificados.

1. Objetivo da modificação do perfil de dente

A modificação do perfil dos dentes é implementada principalmente para compensar os desvios de fabricação, desalinhamentos e deformações elásticas sob carga. Os principais objetivos incluem:

• Reduzindo erros de transmissão
• Minimizar o ruído e vibração da engrenagem
• Melhorando a distribuição de carga
• Aumentando a vida útil da engrenagem de acordo com a definição da rigidez da malha da engrenagem, a deformação elástica dos dentes da engrenagem pode ser aproximada pela seguinte fórmula: ΔA - deformação elástica de dente, μM; KA-Fator de uso, consulte ISO6336-1; WT - carga por unidade de largura do dente, n/mm, wt = ft/b; Ft - força tangencial na engrenagem, n; B - largura de dente eficaz da engrenagem, mm; C '- rigidez da malha de dente de par única, N/(mm · μm); Cγ - rigidez média da malha, N/(mm · μm).Engrenagem de esporão

Equipamento chanfrado

• Alívio da ponta: Remover o material da ponta do dente da engrenagem para evitar interferências durante a malha.
• Alívio da raiz: Modificando a seção raiz para reduzir a concentração de tensão e aumentar a força.
• Crowning principal: Aplicando uma ligeira curvatura ao longo da largura do dente para acomodar o desalinhamento.
• Coroação do perfil: Introdução de curvatura ao longo do perfil involuto para reduzir as tensões de contato da borda.

3. Cálculos de projeto

As modificações do perfil do dente da engrenagem são normalmente calculadas usando métodos analíticos, simulações e validação experimental. Os seguintes parâmetros são considerados:

• Quantidade de modificação (δ): A profundidade do material removida da superfície do dente, geralmente variando de 5 a 50 mícrons, dependendo das condições de carga.
• Fator de distribuição de carga (k): Determina como a pressão de contato é distribuída pela superfície do dente modificada.
• Erro de transmissão (TE): Definido como o desvio do movimento real do movimento ideal, minimizado pela modificação otimizada do perfil.
• Análise de elementos finitos (FEA): Usado para simular distribuições de tensão e validar modificações antes da produção.

4. Considerações de projeto

• Condições de carga: A quantidade de modificação depende da carga aplicada e das deflexões esperadas.
• Tolerâncias de fabricação: A usinagem e a retificação de precisão são necessárias para atingir a modificação desejada.
• Propriedades do material: A dureza e elasticidade dos materiais de engrenagem influenciam a eficácia das modificações do perfil.
• Ambiente operacional: Aplicativos de alta velocidade e alta carga requerem modificações mais precisas.

5. A modificação do perfil de dente é essencial para otimizar o desempenho da engrenagem, reduzir o ruído e melhorar a durabilidade. Uma modificação bem projetada, apoiada por cálculos e simulações precisas, garante a longevidade e a eficiência das engrenagens em várias aplicações.

Ao considerar as condições de carga, as propriedades do material e as técnicas de fabricação de precisão, os engenheiros podem obter o melhor desempenho da marcha, minimizando os problemas operacionais.