Categoria: Engrenagens, cremalheira e pinhão

O processo de tratamento térmico de engrenagens e rodas dentadas determina diretamente a qualidade interna dos dentes. O usinagem e o acabamento do perfil dos dentes após o tratamento térmico são essenciais para a fabricação e refletem o nível de qualidade da produção de engrenagens. A qualidade do processo de tratamento térmico afeta diretamente a resistência, a precisão, o ruído e a vida útil das engrenagens. Diferentes condições de trabalho levam a diferentes modos de falha dos dentes em engrenagens e rodas dentadas acabadas, o que serve de base para determinar os critérios de cálculo da resistência da engrenagem e para a seleção de materiais e tratamento térmico. Atualmente, os principais métodos de acabamento para engrenagens em aplicações industriais são o brunimento, a retificação, a extrusão, o lapidação e o brunimento. O brunimento envolve o uso de uma fresa de brunimento em uma máquina de brunimento. Isso faz com que a engrenagem a ser processada gire em relação a si mesma e, por meio do deslizamento relativo nas superfícies dos dentes, a fresa remove uma camada muito fina de metal, completando o acabamento da engrenagem. A precisão do brunimento é limitada pela precisão dos dentes antes do brunimento. O brunimento tem alta eficiência de produção e é adequado para o acabamento de superfícies de dentes macias após a fresagem e o torneamento. A retificação, por outro lado, utiliza uma rebolo para desgastar a superfície do dente…

Quem estudou engenharia mecânica sabe que os sistemas de transmissão incluem transmissões por engrenagens, transmissões por corrente, transmissões por eixo e transmissões por correia (incluindo correias sincronizadas). Cada método de transmissão tem suas vantagens e desvantagens em termos de custo, durabilidade, exigências ambientais, precisão da relação de transmissão, distância de transmissão, facilidade de manutenção, ruído, peso e eficiência de transmissão. As transmissões por corrente caracterizam-se por baixo custo, durabilidade moderada, relação de transmissão precisa, distância de transmissão relativamente longa, ruído relativamente alto, peso leve, eficiência de transmissão moderada, baixas exigências ambientais e facilidade de manutenção. Essas características as tornam adequadas para motocicletas. As transmissões por engrenagens não são impossíveis, mas não são a opção mais adequada. É difícil encontrar um equilíbrio entre custo, exigências ambientais, distância de transmissão e peso.

A principal razão para o erro excessivo na direção dos dentes é que a direção de avanço vertical da fresa está muito desalinhada em relação ao eixo do furo interno da engrenagem bruta. Ao usinar engrenagens helicoidais, também ocorre um movimento adicional incorreto. (1) Em relação às máquinas-ferramenta e dispositivos de fixação: A guia triangular da coluna não é equidistante do eixo da mesa de trabalho. A face final da mesa de trabalho apresenta grande excentricidade. Os centros superior e inferior não estão alinhados. A folga de engrenamento do par de engrenagens helicoidais de indexação é grande. Há um erro periódico na transmissão do par de engrenagens helicoidais de indexação. O erro de passo do parafuso de avanço vertical é grande. O erro das engrenagens de indexação e de troca diferencial é grande. (2) Em relação à peça: As duas extremidades da engrenagem bruta não são paralelas. O furo de posicionamento da peça não é perpendicular à face final. A solução é focar no controle da precisão geométrica da máquina-ferramenta e na correta instalação da peça. (1) Em relação a máquinas-ferramenta e dispositivos de fixação: Corrigir a precisão da coluna, controlar a deformação térmica da máquina-ferramenta, corrigir a precisão de rotação da mesa de trabalho, corrigir a precisão da coluna ou dos centros superior e inferior após o reparo, ajustar adequadamente a folga de engrenamento do par de engrenagens helicoidais de indexação, corrigir a precisão da peça do par de engrenagens helicoidais de indexação, parafuso de avanço vertical…

Engrenagens de precisão, componentes essenciais em sistemas de transmissão aeroespacial, caixas de fusos de máquinas-ferramenta de precisão e transmissões automotivas, exigem alta precisão, longa vida útil e alta confiabilidade. Atualmente, a precisão, a qualidade e a vida útil da usinagem de engrenagens no meu país são insuficientes para atender aos requisitos de desempenho de engrenagens de alta gama. Muitos equipamentos de ponta utilizam engrenagens que precisam ser importadas, e as tecnologias estrangeiras de usinagem de engrenagens de precisão impõem certas restrições ao meu país. Diante dessa situação, torna-se urgente pesquisar os fatores de erro no processo de usinagem de engrenagens, compensá-los e, em última instância, alcançar a fabricação de engrenagens de alta precisão. Este artigo apresenta inicialmente a classificação dos erros de usinagem de engrenagens. Com base no princípio de engrenamento, revela as causas dos erros de usinagem: os erros de usinagem interrompem a relação de movimento geradora predeterminada entre a ferramenta de corte e a engrenagem usinada, levando a alterações nas posições do ponto de engrenamento instantâneo e do nó de engrenamento. O artigo concentra-se em erros de excentricidade, erros de rotação do fuso, etc., no processo de fresagem de engrenagens...

Precauções de uso das engrenagens: ① Antes de iniciar, certifique-se de que as engrenagens estejam instaladas corretamente. ② O contato entre as engrenagens não deve estar concentrado em uma das extremidades. ③ Evite o uso sem folga. ④ Certifique-se de que haja lubrificação adequada. ⑤ Se as engrenagens estiverem expostas, instale uma cobertura protetora para garantir a segurança. ⑥ Não toque nas engrenagens enquanto estiverem girando. ⑦ Se ocorrer ruído ou vibração anormal durante a operação, pare a máquina e verifique o engrenamento e a montagem das engrenagens.

A suposição de que o círculo primitivo de uma engrenagem e o círculo primitivo de uma cremalheira sempre coincidem é condicional. Se o ângulo de pressão do círculo primitivo da engrenagem for de 20 graus e for utilizada uma cremalheira com um ângulo de pressão de 20 graus, então seus círculos primitivos coincidirão. No entanto, se o ângulo de pressão do círculo primitivo da engrenagem for de 20 graus, mas utilizarmos uma cremalheira com um ângulo de pressão de 15 graus, então o círculo primitivo da engrenagem não coincidirá com o círculo primitivo da cremalheira. Atualmente, a maioria dos dados de projeto de cremalheiras disponíveis para usuários comuns exige que o ângulo de pressão da cremalheira seja igual ao ângulo de pressão do círculo primitivo da engrenagem, condição sob a qual sua proposição é válida. Contudo, existem muitas situações em que utilizamos cremalheiras com ângulos de pressão diferentes do ângulo de pressão do círculo primitivo da engrenagem. Nesses casos, o círculo primitivo da engrenagem tem o diâmetro do círculo primitivo correspondente ao mesmo ângulo de pressão da engrenagem que o ângulo de pressão da cremalheira.

As principais diferenças entre engrenagens e rodas dentadas são: 1. As engrenagens possuem dentes com perfil involuto, enquanto as rodas dentadas possuem dentes com perfil em "três arcos circulares e uma linha reta". 2. As engrenagens podem realizar a transmissão entre eixos paralelos e quaisquer eixos que se cruzem, enquanto as rodas dentadas só podem realizar a transmissão entre eixos paralelos. 3. As transmissões por engrenagens têm uma estrutura compacta, enquanto as rodas dentadas podem realizar transmissões de longa distância. 4. As engrenagens realizam a transmissão através do engrenamento de dois dentes, enquanto as rodas dentadas requerem uma corrente para a transmissão. 5. As engrenagens transmitem um torque maior do que as rodas dentadas. 6. As engrenagens exigem maior precisão de usinagem e têm custos de instalação mais elevados do que as rodas dentadas. 7. As transmissões por corrente são adequadas para transmissões com maiores distâncias entre centros e são leves e de baixo custo. 8. Os requisitos de precisão de usinagem, precisão de instalação e precisão da distância entre centros para correntes e rodas dentadas em transmissões por corrente são menores do que os para engrenagens. Alterar os parâmetros (relação de transmissão, distância entre centros, etc.) das transmissões por corrente existentes também é mais fácil. A instalação e a manutenção são simples e práticas. 9. Em circunstâncias normais, as transmissões por corrente têm…

Métodos Comuns de Usinagem de Engrenagens e Rodas Dentadas: 1. Fresamento de Forma: Este método de fresamento pertence à categoria de fresamento de forma. Durante o fresamento, a peça é montada na cabeça indexadora da fresadora, e uma fresa de disco (ou dedo) com um determinado módulo é utilizada para fresar os espaços entre os dentes da engrenagem. Após a usinagem de um espaço, realiza-se a indexação e, em seguida, fresa-se o próximo espaço. Características do fresamento: equipamento simples; baixo custo de ferramentas; baixa produtividade; baixa precisão de usinagem da engrenagem. O formato do perfil do dente da engrenagem é determinado pelo tamanho do círculo base (relacionado ao número de dentes da engrenagem). O movimento necessário para fresar engrenagens utilizando o método de fresamento de forma é simples e não requer máquinas-ferramenta especiais, porém, a necessidade de uma cabeça indexadora resulta em baixa eficiência de produção. Este método é geralmente utilizado para a produção de peças únicas e em pequenos lotes de engrenagens de baixa precisão. 2. Fresamento por Geração: Ao usinar engrenagens utilizando o método de fresamento por geração, a involuta na superfície da engrenagem é formada por geração. O método de fresamento por geração apresenta maior eficiência de produção e precisão de usinagem. A maioria das máquinas de usinagem de engrenagens utiliza o método de fresamento por geração. 1) Fresamento por Geração…

Existem dois princípios comuns para usinagem de engrenagens: usinagem de contorno e usinagem por geração. 1. Usinagem de Contorno: A ferramenta de usinagem de engrenagens corta os sulcos dos dentes da engrenagem; o "formato da seção transversal" da ferramenta é o formato dos sulcos dos dentes da engrenagem. Durante a usinagem de engrenagens, não há movimento de engrenamento, resultando em baixa precisão, geralmente abaixo do grau 11. 2. Usinagem por Geração: A própria ferramenta de usinagem de engrenagens é uma "engrenagem ou cremalheira". Uma fresa-mãe para engrenagens pode ser considerada uma cremalheira e pertence à categoria de ferramentas do tipo cremalheira. Durante a usinagem, há um movimento de "engrenamento" entre a ferramenta de usinagem e a engrenagem que está sendo usinada. A aresta de corte do perfil do dente da ferramenta de usinagem envolve o perfil do dente (superfície do dente) da engrenagem que está sendo usinada, formando uma curva involuta ideal. A precisão da usinagem é alta; exemplos comuns incluem fresagem, torneamento e brunimento (pertencentes à usinagem de acabamento).

As cremalheiras também são divididas em cremalheiras cilíndricas e cremalheiras helicoidais, que são combinadas com engrenagens cilíndricas e helicoidais, respectivamente. O perfil do dente de uma cremalheira é uma linha reta, em vez de uma involuta (é um plano em relação à superfície do dente), equivalente a uma engrenagem cilíndrica com raio primitivo infinito. As principais características de uma cremalheira são: 1. Como o perfil do dente da cremalheira é uma linha reta, todos os pontos do perfil têm o mesmo ângulo de pressão, que é igual ao ângulo de inclinação do perfil. Esse ângulo é chamado de ângulo do perfil do dente, com um valor padrão de 20°. 2. Qualquer linha reta paralela à linha de adendo tem o mesmo passo e módulo do dente. 3. A linha reta paralela à linha de adendo e cuja espessura do dente é igual à largura do espaço entre os dentes é chamada de linha primitiva (linha central), que é a linha de referência para o cálculo das dimensões da cremalheira. Os principais parâmetros de uma cremalheira incluem: largura do espaço entre os dentes, adendo, dedendo, altura do dente, espessura do dente e raio da raiz.

As cremalheiras são divididas em cremalheiras cilíndricas e cremalheiras helicoidais, que são combinadas com engrenagens cilíndricas e helicoidais, respectivamente. O perfil do dente de uma cremalheira é uma linha reta, e não uma involuta (um plano para a superfície do dente), equivalente a uma engrenagem cilíndrica com raio de círculo primitivo infinito. Principais características: 1. Como o perfil do dente da cremalheira é uma linha reta, todos os pontos do perfil têm o mesmo ângulo de pressão, que é igual ao ângulo de inclinação do perfil; esse ângulo é chamado de ângulo do perfil do dente. 2. Qualquer linha reta paralela à linha de adendo tem o mesmo passo e módulo do dente. 3. A linha reta paralela à linha de adendo e com espessura do dente igual à largura do espaço entre os dentes é chamada de linha primitiva (linha central), que é a base para o cálculo das dimensões da cremalheira. Seleção de parâmetros: 1. Verificar se o desvio radial da engrenagem, a profundidade total do dente, a normal comum e a direção do dente são aceitáveis; verificar se o desvio radial de um único dente e o erro de passo periódico excedem a tolerância. 2. Verificar se a distância de instalação após a montagem da engrenagem e da cremalheira é adequada. 3. A folga de engrenamento entre a cremalheira e a engrenagem deve ser 0,25 vezes o módulo. 4. A profundidade total do dente da cremalheira, o desvio radial, a normal comum e a direção do dente…

Uma roda dentada mecânica de grande módulo com cremalheira e pinhão é uma peça mecânica em forma de roda dentada que engrena com uma corrente para realizar sua função. Com o desenvolvimento contínuo da nossa indústria, a aplicação de rodas dentadas está se tornando cada vez mais difundida. Uma roda dentada mecânica também pode ser uma engrenagem maciça ou com raios que engrena com uma corrente (de rolos) para transmitir movimento. Rodas dentadas mecânicas são utilizadas em indústrias como engenharia química, máquinas têxteis, processamento de alimentos, instrumentação e petróleo. A corrente pode entrar e sair suavemente do engrenamento com os dentes da roda dentada. Os dentes da roda dentada mecânica são submetidos a tensões uniformes, tornando-os menos propensos ao deslizamento da corrente. O perfil do dente é fácil de usinar. A norma nacional GB/T1234-1997 especifica apenas a forma e os parâmetros limite dos sulcos dos dentes nas faces extremas maior e menor (ui e z), e que as curvas que formam os sulcos dos dentes devem ser suavemente conectadas, sem especificar um perfil de dente específico. Muitas curvas de perfil de dente padrão podem atender a esses requisitos. O perfil dentário mais utilizado atualmente é o de "três arcos circulares e uma linha reta".

As cremalheiras são um dos componentes básicos mais importantes em dispositivos de transmissão por engrenagens. Sua capacidade de carga e vida útil são indicadores importantes do nível da tecnologia de fabricação de cremalheiras. Atualmente, cremalheiras de grande módulo em equipamentos de mineração e metalurgia, como forjadores e laminadores, possuem precisão de perfil de dente de graus 8 e 9 (precisão média) de acordo com a norma nacional (GB1009-88), dureza superficial do dente de HB (350) (dureza média) e rugosidade superficial do dente Ra de 3,2 a 1,6 μm. A fresagem é perfeitamente capaz de atender aos requisitos do projeto do produto para o acabamento dessas cremalheiras de grande módulo. Nos últimos anos, cremalheiras com superfície de dente endurecida têm surgido em alguns produtos especiais. Essas cremalheiras possuem precisão de perfil de dente equivalente aos graus 7 e 8 (alta precisão) da norma nacional (GB1009-88), dureza superficial do dente de HRC55 ou superior e rugosidade superficial do dente Ra de 0,8 μm. Para racks de grande módulo com superfície dentada rígida…

O princípio de engrenamento de engrenagens helicoidais de eixos escalonados é amplamente utilizado na usinagem e medição de engrenagens. Sua característica principal é que o par de engrenagens satisfaz o princípio de engrenamento pontual. A linha de contato é o conjunto de pontos de engrenamento instantâneos em seu perfil, refletindo a propriedade essencial do engrenamento pontual em engrenagens helicoidais de eixos escalonados. Utilizando funções vetoriais circulares e a cremalheira intermediária como ferramentas, a equação da linha de contato é derivada e suas características são discutidas. Isso revela a essência da usinagem e medição de engrenagens baseadas no princípio de engrenamento pontual e elucida a aplicação das linhas de contato na usinagem e medição de engrenagens.

1. A engrenagem e a corrente não se encaixam perfeitamente, o que torna a precisão de usinagem e instalação das transmissões por corrente muito menor do que a das transmissões por engrenagem. 2. As transmissões por corrente podem atender aos requisitos de grandes distâncias entre centros, enquanto as transmissões por engrenagem podem envolver trens de engrenagens. 3. Comparadas às transmissões por engrenagem, as transmissões por corrente são mais leves e convenientes. 4. Comparadas às transmissões por engrenagem, as transmissões por corrente têm melhor desempenho de amortecimento e absorção de vibrações.

A folga é necessária porque engrenagens e cremalheiras apresentam erros de fabricação e instalação, e o movimento em alta velocidade também pode envolver expansão térmica. Para reduzir a folga em mecanismos de múltiplos estágios, a única maneira é melhorar a precisão do movimento das engrenagens e do posicionamento na instalação. Se houver apenas um estágio, a instalação flutuante pode ser considerada.

Projetar a folga de direção é complexo, pois acredito que os fatores que a influenciam sejam inúmeros, incluindo a seleção da junta universal, erros de usinagem dos componentes, erros de instalação e a rigidez do sistema de direção. Portanto, é difícil estimar seu valor exato antes da fabricação do componente. Mesmo com tolerâncias bem definidas para os componentes, as peças finais fabricadas ainda podem não atender aos requisitos, exigindo modificações manuais. O melhor que podemos esperar é minimizar a folga, apertando os parafusos durante a instalação. Se conseguirmos minimizar as folgas, exceto as da junta universal, a folga resultante geralmente será inferior a sete graus.

As vantagens da transmissão por corrente são: 1. Boa tolerância a falhas, baixos requisitos de precisão de montagem, permitindo erros relativos consideráveis ​​entre as engrenagens dianteira e traseira; alta eficiência de transmissão, atingindo mais de 0,95 sem a necessidade de usinagem de alta precisão, enquanto as transmissões por engrenagens de dois estágios geralmente ficam em torno de 0,8. As vantagens da transmissão por engrenagens são: ela pode usar uma estrutura selada para obter operação livre de manutenção e resistir melhor a ambientes agressivos, como sol e chuva. Os primeiros engenheiros de bicicletas consideraram a transmissão por eixo. Primeiro, vamos falar sobre o custo. Naquela época, o componente mais caro de uma bicicleta era a corrente. Uma corrente consiste em mais de 400 peças. A corrente era tão cara que todas as outras peças da bicicleta juntas não custavam tanto quanto ela. Mais tarde, os padrões das correntes foram padronizados, permitindo a produção em massa automatizada em larga escala. Os custos, portanto, caíram para os níveis exorbitantes de hoje. Isso fez com que a transmissão por eixo perdesse sua vantagem de custo. Em termos de experiência de pilotagem, a transmissão por eixo tem uma grande desvantagem: é pesada. Qualquer pessoa que já andou em uma Mobike sabe disso. Em relação à confiabilidade…