A força de uma engrenagem helicoidal divide-se em três componentes principais: força tangencial, força radial e força axial. Essas forças atuam simultaneamente durante a operação, criando padrões de carga complexos que as distinguem. reductoress de engrenagens helicoidais de suas contrapartes de engrenagens retas. A força tangencial impulsiona a transmissão de torque. A força radial afasta os dentes da engrenagem. A força axial cria empuxo ao longo do eixo do eixo devido ao ângulo do dente helicoidal.
Força tangencial (componente circunferencial)
A força tangencial é a principal força de trabalho em qualquer reductores de engrenagens helicoidais. Ele atua perpendicularmente ao raio da engrenagem e cria o torque que aciona sua máquina.
Essa força está diretamente relacionada à potência transmitida. Um motor de 100 HP acionando uma engrenagem helicoidal com diâmetro primitivo de 200 mm gera aproximadamente 14,300 N de força tangencial a 1750 RPM.
O cálculo é direto:
Ft = 2T/d
Onde T é torque e d é diâmetro primitivo.
A força tangencial determina os requisitos de resistência dos dentes da sua engrenagem. Engrenagens helicoidais industriais padrão suportam forças tangenciais que variam de 1,000 N em aplicações leves a mais de 50,000 N em acionamentos industriais pesados. A força permanece constante, independentemente da ângulo de hélice, tornando-o o componente mais previsível em seus cálculos de projeto.
Força Radial (Componente Separador)
A força radial afasta as engrenagens, atuando diretamente em direção ao centro da engrenagem. Em uma reductores de engrenagens helicoidal, essa força normalmente equivale a 35-40% da força tangencial.
Para um padrão de 20 graus ângulo de pressão, a força radial:
Fr = Ft × tan(20°) = 0.364 × Ft.
Uma engrenagem helicoidal transmitindo 10,000 N de força tangencial cria aproximadamente 3,640 N de carga radial nos rolamentos.
A força radial aumenta a deflexão do eixo. Um eixo de 50 mm de diâmetro sob carga radial de 5,000 N desvia aproximadamente 0.05 mm em um vão de 200 mm. Essa deflexão afeta malha de engrenagens alinhamento e pode reduzir a eficiência em 2-3% se não for gerenciado adequadamente.
Força axial (componente de empuxo)
A força axial é exclusiva das forças helicoidais e engrenagem espiral projetos. Ele atua paralelamente ao eixo da engrenagem, criando um empuxo que deve ser devidamente suportado.
A magnitude depende do ângulo da sua hélice:
Fa = Ft × tan(β)
Onde β é o ângulo da hélice.
Um ângulo de hélice típico de 15 graus gera uma força axial equivalente a 27% da força tangencial. Aumentar o ângulo de hélice para 30 graus dobra esse valor, chegando a 58%. A maioria dos projetos de reductoress de engrenagens helicoidais industriais utiliza ângulos de hélice de 15 a 25 graus para equilibrar uma operação suave com cargas axiais administráveis.
