O ideal ângulo de hélice para suas engrenagens helicoidais depende da sua aplicação específica, mas ângulos entre 15° e 30° são normalmente ideais.
Você vai querer considerar fatores como capacidade de carga, ruído operacional e eficiência ao selecionar o ângulo. Ângulos mais altos oferecem operação mais silenciosa e melhor distribuição de carga, enquanto ângulos mais baixos oferecem maior resistência.
As engrenagens helicoidais podem ser usadas em qualquer ângulo?
Embora as engrenagens helicoidais ofereçam maior flexibilidade nos ângulos permitidos entre eixos em comparação às engrenagens retas, elas não podem ser usadas em absolutamente nenhum ângulo. As engrenagens helicoidais são limitadas a ângulos de eixo que caem dentro de uma certa faixa, normalmente até 90°, embora em algumas aplicações especializadas ângulos de até 120° possam ser possíveis.
Qual é o melhor ângulo para engrenagens helicoidais
Ângulo de hélice
O ângulo da hélice é o ângulo no qual os dentes de uma engrenagem helicoidal são cortados em relação ao eixo de rotação da engrenagem. Esse ângulo é medido no plano axial e é tipicamente expresso em graus.
Em engrenagens helicoidais simples, o ângulo da hélice geralmente varia de 12° a 20°.
Engrenagens de dupla hélice, também conhecidas como engrenagens espinha de peixe, apresentam dois conjuntos de dentes helicoidais com direcionalidade oposta. Os ângulos de hélice em engrenagens helicoidais duplas são normalmente maiores, variando de 20° a 45°.
Ângulo do eixo
O ângulo do eixo se refere ao ângulo entre os eixos de rotação de duas engrenagens helicoidais engrenadas.
Quando o ângulo do eixo é 0°, as engrenagens helicoidais são montadas em eixos paralelos, semelhantes às engrenagens retas.
Arranjos de eixo não paralelos, com ângulos de eixo maiores que 0°, permitem que engrenagens helicoidais transmitam potência entre eixos cruzados ou enviesados. A configuração não paralela mais comum é o ângulo de eixo de 90°, que permite a transmissão de potência entre eixos perpendiculares.
Ângulo de pressão
O ângulo de pressão é o ângulo entre a linha de ação (a direção da força transmitida entre as engrenagens) e a tangente ao círculo primitivo (o círculo imaginário que rola sem escorregar entre as engrenagens conjugadas).
Os ângulos de pressão padrão para engrenagens helicoidais são 14.5°, 20° e 25°.
- O ângulo de pressão de 20° é o mais comumente usado, pois proporciona um bom equilíbrio entre resistência e eficiência da engrenagem.
- Engrenagens com um ângulo de pressão de 14.5° têm dentes mais longos e finos, o que pode ser vantajoso em aplicações que exigem maiores relações de contato ou menor folga.
- O ângulo de pressão de 25° resulta em dentes mais curtos e grossos, tornando as engrenagens mais adequadas para aplicações de alta carga, onde é necessária maior resistência dos dentes.
Fórmula do ângulo da engrenagem helicoidal
A fórmula para calcular o ângulo de hélice ideal (β) é:
β = arctan(C / (π * m * z))
Onde:
- C é o fator de hélice, que normalmente varia de 25 a 30 para engrenagens helicoidais
- m é o módulo de engrenagem (mm)
- z é o número de dentes da engrenagem
Por exemplo, vamos calcular o ângulo de hélice ideal para uma engrenagem com um fator de hélice de 28, um módulo de 3 mm e 50 dentes:
β = arctan(28 / (π * 3 * 50)) β ≈ 0.1069 radianos β ≈ 6.13 graus
Neste caso, o ângulo de hélice ideal para os parâmetros de engrenagem fornecidos é de aproximadamente 6.13 graus.
