A principal diferença entre reductoress de engrenagens helicoidais e de dentes retos está na forma como os dentes das engrenagens são cortados e como eles se engatam. As engrenagens de dentes retos têm dentes retos que correm paralelos ao eixo, enquanto as engrenagens helicoidais têm dentes angulares cortados em um padrão espiral ao longo da face da engrenagem. Essa diferença fundamental de projeto cria características de desempenho distintas que afetam tudo, desde os níveis de ruído até a capacidade de carga em máquinas industriais.
O que é reductores de engrenagens helicoidal
A reductores de engrenagens helicoidais Utiliza engrenagens com dentes cortados em um ângulo (normalmente de 15 a 30 graus) em relação ao eixo da engrenagem, criando um padrão espiral ao redor da engrenagem. Quando as engrenagens helicoidais se engrenam, os dentes se enreductoresm gradualmente de uma extremidade à outra, permitindo que vários dentes compartilhem a carga a qualquer momento.
Esse engate gradual produz uma operação mais suave, pois a força é transferida progressivamente, em vez de de uma só vez. O contato sobreposto dos dentes significa que dois ou mais dentes estão sempre trabalhando juntos para transmitir potência.
Os dentes angulados criam uma força de empuxo axial que tenta empurrar a engrenagem lateralmente ao longo do eixo. Isso requer rolamentos axiais especiais e projetos de carcaça mais robustos para lidar com essas forças laterais.
O que é reductores de engrenagens retas
Uma reductores de engrenagens de dentes retos contém engrenagens com dentes retos que se projetam radialmente para fora, paralelamente ao eixo do eixo. Elas representam o projeto de engrenagem mais simples, em que os dentes se engrenam instantaneamente em toda a sua largura ao entrarem em contato.
Quando as engrenagens cilíndricas engatam, um dente encontra seu par com contato total de uma só vez, criando uma transferência imediata de toda a carga. Esse engate direto torna as engrenagens cilíndricas altamente eficientes, mas pode produzir cargas de choque e vibração.
Engrenagens retas carregam a carga essencialmente em um dente de cada vez, o que concentra toda a força motriz em um único ponto de contato. O design simples significa que elas funcionam apenas com eixos paralelos e geram forças puramente radiais, sem qualquer empuxo lateral.
A diferença entre reductores de engrenagens helicoidal e reductores de engrenagens retas
Design e Engajamento de Engrenagens
Engrenagens retas engatam com um contato repentino de dentes inteiros, transferindo toda a carga instantaneamente de um dente para outro. Isso cria o que os engenheiros chamam de "carga de dente único", em que um dente suporta toda a força em um dado momento.
Engrenagens helicoidais engatam gradualmente à medida que seus dentes angulados deslizam para dentro do engate, começando em uma extremidade e progredindo pela face do dente. Vários dentes compartilham a carga simultaneamente, com relações de contato típicas superiores a 2 (o que significa que mais de dois dentes estão sempre em contato).
O engate gradual do design helicoidal elimina a carga de choque que ocorre com engrenagens retas. No entanto, os dentes angulados geram um empuxo axial que requer suporte adicional do rolamento, enquanto as engrenagens retas criam apenas forças radiais, mais fáceis de gerenciar.
Operando eficientemente
As reductoress de engrenagens de dentes retos alcançam a mais alta eficiência mecânica, normalmente operando com eficiência de 98-99% por malha de engrenagens. Eles conseguem isso principalmente por meio de contato de rolamento com atrito mínimo e nenhuma perda de energia para forças axiais.
Reductoress de engrenagens helicoidais operam com níveis de eficiência ligeiramente inferiores, de 95 a 98%, devido à ação de deslizamento entre seus dentes angulados. A energia necessária para neutralizar o empuxo axial e superar o atrito adicional é responsável por essa diferença de eficiência de 1 a 3%.
Capacidade de manuseio de carga
Redutores helicoidais são excelentes para lidar com cargas pesadas porque múltiplos dentes compartilham a força o tempo todo. Com relações de distribuição de carga de 40:60 entre os dentes, cada dente sofre menos estresse, permitindo que o redutor transmita torques mais altos com segurança.
Reductoress de engrenagens cilíndricas concentram toda a carga em um único dente, tornando-as mais vulneráveis a tensões de flexão e fadiga sob cargas pesadas. Para corresponder à capacidade de torque de uma reductores de engrenagens cilíndricas helicoidais, uma engrenagem cilíndrica cilíndrica geralmente precisa ser maior ou feita de materiais mais resistentes e caros.
Níveis de ruído e vibração
Reductoress de engrenagens de dentes retos produzem significativamente mais ruído e vibração, especialmente em velocidades mais altas. O engate abrupto dos dentes cria impactos repetitivos que se manifestam como um som característico de chiado ou chocalho.
Redutores helicoidais operam muito mais silenciosamente — normalmente 10 a 15 dB mais silenciosos em velocidades moderadas e até 20 dB mais silenciosos em velocidades muito altas. Essa redução drástica se deve ao engate gradual dos dentes, que elimina as vibrações de impacto.
O engrenamento suave das engrenagens helicoidais também produz menos torque oscilante nos eixos. Essa vibração reduzida se traduz em menos estresse em toda a estrutura da máquina e melhor conformidade com as normas de ruído industrial.
custos
As reductoress de engrenagens cilíndricas têm menor custo de fabricação devido ao seu design simples de dentes retos, que requer apenas usinagem básica em dois eixos. Engrenagens cilíndricas padrão estão amplamente disponíveis no mercado em diversos tamanhos, mantendo os custos de aquisição baixos.
Redutores helicoidais exigem processos de fabricação mais sofisticados para cortar os dentes em ângulos precisos, muitas vezes envolvendo movimento tridimensional simultâneo das ferramentas de corte. Eles também precisam de rolamentos axiais e alojamentos mais resistentes para suportar forças axiais, o que aumenta tanto o preço inicial de compra quanto os custos de manutenção.
Durabilidade
Engrenagens retas apresentam menor desgaste por atrito devido à sua ação de rolamento puro no ponto de passo, com deslizamento mínimo. Sob cargas constantes e moderadas, os dentes das engrenagens retas podem permanecer intactos por uma vida útil muito longa.
No entanto, a carga concentrada em dentes individuais torna as engrenagens retas mais suscetíveis à corrosão por corrosão e quebra de dentes sob cargas pesadas ou de choque. Cada dente que entra em engate suporta a carga total sozinho, criando alta tensão de contato.
Engrenagens helicoidais distribuem o desgaste por vários dentes, resultando em padrões de desgaste mais uniformes e maior durabilidade sob cargas pesadas. O compartilhamento de carga entre os dentes reduz o risco de fratura dos dentes e permite que a reductores de engrenagens lide melhor com sobrecargas.
O componente deslizante no movimento da engrenagem helicoidal pode causar desgaste superficial se a lubrificação falhar, tornando a lubrificação adequada absolutamente crítica. Quando bem conservadas, as reductoress de engrenagens helicoidais geralmente duram mais que as reductoress de engrenagens de dentes retos em aplicações contínuas de alto ciclo de trabalho.
Aplicações
As reductoress de engrenagens cilíndricas funcionam melhor em aplicações de baixa a média velocidade, onde o ruído não é a principal preocupação. Você as encontrará em acionamentos de correias transportadoras, bombas de engrenagem, redutores industriais simples e sistemas de movimentação de materiais que operam em velocidades moderadas. Elas também são comuns em mecanismos de sincronização, máquinas de indexação e dispositivos de consumo, como máquinas de lavar e furadeiras.
Redutores helicoidais dominam aplicações de alta velocidade, alta potência e serviço contínuo em todos os setores. As transmissões automotivas utilizam engrenagens helicoidais quase exclusivamente para marchas à frente devido à sua operação silenciosa e alta capacidade de torque. As aplicações industriais incluem grandes acionamentos de transportadores, britadores, misturadores, extrusoras e máquinas pesadas em geração de energia, petróleo e gás e mineração.
