UNIVALIUniversidade do Vale do Itajaí – UNIVALI Curso de Desenho Industrial – Design Fabricação II Prof. Paulo C. Ferroli e Prof. Cláudio Roberto Losekann. 2 - ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO – POLIAS, CORREIAS, CORRENTES, ENGRENAGENS E CAMES 2.1 - INTRODUÇÃO As polias fazem parte das chamadas máquinas de elevação e transporte. Os motores elétricos, em geral, têm uma freqüência de rotação fixa. No entanto, muitas vezes, as máquinas que são acionadas por eles, precisam desenvolver diferentes freqüências de rotação. Devido a isso, utilizam-se acoplamentos por intermédio de polias, condutoras e conduzidas, ou engrenagens. A figura 2.1 mostra um sistema de transmissão. Assim, considerando que a velocidade tangencial nas polias é a velocidade linear da correia, pode-se dizer que a velocidade tangencial da polia conduzida (A) é igual a velocidade tangencial da polia condutora (B). A velocidade tangencial é expressa pela equação V = 2πRf, onde “R” é o raio da polia, ou a distância do centro ao nível médio da correia, geralmente expressa em mm, m, “f” é a freqüência, geralmente expressa em rpm (rotações por minuto). A relação de transmissão também deve ser verificado em engrenagens. FIGURA 2.1 - Sistema de transmissão. 2.2 - POLIAS As polias são peças cilíndricas movimentadas pelo eixo motor ou por correias ou correntes. São duas formas de acoplamentos de polias. Na primeira, mostrada na figura 2.1, as polias são acopladas por duas correias em forma de V (vista da secção transversal). Este formato permite maior rigidez no acoplamento entre polia e correia. Muitos outros sistemas de transmissão com polias e correias utilizam correias planas. Em eixos independentes. Nesse caso, admitindo-se que a correia seja inextensível e que não ocorram escorregamentos, a velocidade escalar das polias serão iguais. As equações abaixo mostram a relação de transmissão entre os raios e freqüências dessas polias. VA = VB ⇒ 2πRAfA = 2πRBfB i= R A fA = R B fB ⇒ RAfA = RBfB 23 UNIVALI Universidade do Vale do Itajaí – UNIVALI Curso de Desenho Industrial – Design Fabricação II Prof. Paulo C. Ferroli e Prof. Cláudio Roberto Losekann. Outro tipo de agrupamento de polias é quando polias de diferentes diâmetros estão no mesmo eixo, muitas são chamadas de polias escalonadas. Para esse tipo de agrupamento, a velocidade angular, o período e a freqüência das polias são iguais. Tipos de polias Os tipos de polia são determinados pela forma da superfície na qual a correia se assenta. Elas podem ser planas ou trapezoidais. As polias planas podem apresentar dois formatos na sua superfície de contato. Essa superfície pode ser plana ou abaulada. A polia plana conserva melhor a correia enquanto que a polia abaulada guia melhor a correia. FIGURA 2.2 – Corte de polia plana e polia abaulada. A polia trapezoidal recebe esse nome porque a superfície na qual a correia se assenta apresenta a forma de trapézio. As polias trapezoidais devem ser providas de canaletas (ou canais) e são dimensionadas de acordo com o perfil padrão da correia a ser utilizada. FIGURA 2.3 – Corte de polia trapezoidal. Além das polias para correias planas e trapezoidais, existem as polias para cabos de aço, para correntes, polias (ou rodas) de atrito, polias para correias redondas e para correias dentadas. Algumas vezes, as palavras, roda e polia, são utilizadas como sinônimos. 24 Paulo C.UNIVALI Universidade do Vale do Itajaí – UNIVALI Curso de Desenho Industrial – Design Fabricação II Prof. 25 . FIGURA 2. Ferroli e Prof. Cláudio Roberto Losekann.4 – Tipos de polias. e a compensação de pequenos desalinhamentos.) são utilizados para a transmissão de potência onde a distância entre os acoplamentos é muito grande para a utilização de sistemas mecânicos.CORREIAS Os elementos de transmissão flexíveis (correntes. fabricada com seção transversal em forma de trapézio. . etc. As correias mais usadas são planas e as trapezoidais.Elimina os ruídos e os choques. o movimento tem de ser integralmente transmitido. A principal característica do primeiro grupo é a de manter a mesma velocidade entre o sistema motor e o sistema movido. Ferroli e Prof. destacam-se os acoplamentos elásticos e as correntes. a capacidade de absorver choques. Em casos em que não pode ocorrer de forma alguma um pequeno deslizamento.UNIVALI Universidade do Vale do Itajaí – UNIVALI Curso de Desenho Industrial – Design Fabricação II Prof. FIGURA 2. Os acoplamentos elásticos ligam diretamente o eixo motor ao eixo movido. como conjuntos de engrenagens. Paulo C. O emprego da correia trapezoidal é preferível ao da correia plana porque: . Entre eles. 26 .5 – Correia trapezoidal ou em “V”. as correias utilizadas em comando de válvulas do motor de um automóvel. A correia em V ou trapezoidal é inteiriça. utiliza-se correia dentada. típicos das correias emendadas (planas). eixos e mancais. 2.Permite o uso de polias bem próximas. apresentando como principais vantagens a facilidade de montagem. como exemplo. correias. Os elementos de transmissão flexíveis podem ser divididos em dois grandes grupos: os que mantêm constante a velocidade e os de velocidade variável. Cláudio Roberto Losekann.6 – Correia dentada.É feita de borracha revestida de lona e È formada no seu interior por cordonéis vulcanizados para suportar as forças de tração.Praticamente não apresenta deslizamento. ou seja. FIGURA 2. .3 . Os eixos de sustentação das engrenagens ficam perpendiculares ao plano. utiliza-se o esticador de correia. Ferroli e Prof.9 mostra alguns tipos de correntes utilizados na indústria.8 – Transmissão por corrente. FIGURA 2. mantendo tensãoo correta. as engrenagens devem estar num mesmo plano. Corrente de elo curto Corrente de elo intermediário 27 . FIGURA 2. Entre as características básicas de uma transmissão por corrente. Cláudio Roberto Losekann. Para isso. admite-se relação de transmissão até 10. Paulo C. Normalmente a falha de uma corrente ocorre por desgaste dos roletes ou pinos ou fadiga superficial decorrentes de jornadas muito grande de trabalho. incluem-se a relação de transmissão constante e a possibilidade de acionar vários eixos a partir de uma única fonte motora. A figura 2. A relação de transmissão para correia plana não deve ser maior que 6 e. para correia trapezoidal.7 – Esticador de correia.4 . 2.UNIVALI Universidade do Vale do Itajaí – UNIVALI Curso de Desenho Industrial – Design Fabricação II Prof. Para ajustar as correias nas polias.CORRENTES As correntes transmitem força e movimento que fazem com que a rotação do eixo ocorra nos sentidos horário e anti-horário. 9 .Correntes. Fonte: Provenza (1988).UNIVALI Universidade do Vale do Itajaí – UNIVALI Curso de Desenho Industrial – Design Fabricação II Prof.10 mostra algumas rodas utilizadas para transmissões via correntes. Paulo C. Ferroli e Prof. A figura 2. Fonte: Provenza (1988). Cláudio Roberto Losekann. Corrente de elo comprido Corrente de elo com travessa Corrente de elos desmontáveis Corrente “Waucanson” FIGURA 2.Rodas para correntes. 28 .10 . FIGURA 2. Paulo C. vertical ou inclinada.UNIVALI 2. O cabo de aço se constitui de alma e perna. deslocando-as nas posições horizontal. Ferroli e Prof. como em elevadores. FIGURA 2. A perna se compõe de vários arames em torno de um arame central. escavadeiras e pontes rolantes. Cláudio Roberto Losekann. Os cabos são muitos empregados em equipamentos de transporte e na elevação de cargas.5 – CABOS Universidade do Vale do Itajaí – UNIVALI Curso de Desenho Industrial – Design Fabricação II Prof.11 – Sistemas de elevação e transporte. FIGURA 2. Cabos são elementos de transmissão que suportam cargas (força de tração). 29 .12 – Partes do cabo. Cláudio Roberto Losekann. diversos tipos de alma. alma de asbesto – sujeitos a temperaturas elevadas. alma de algodão – para cabos pequenos. • filler . Ferroli e Prof.UNIVALI Universidade do Vale do Itajaí – UNIVALI Curso de Desenho Industrial – Design Fabricação II Prof. Paulo C. portanto. o tipo mais utilizado para cargas não muito pesadas. Existem. Existem vários tipos de distribuição de fios nas camadas de cada perna do cabo.Os fios e dos arames e das pernas são de um único diâmetro. • Seale . 30 .13 – Tipos do cabo. naturais (AF) ou artificiais (AFA). Os principais tipos de distribuição são: • Normal . Filler As almas de cabos de aço podem ser feitas de vários materiais. Os mais comuns: alma de fibra. Seale FIGURA 2. alma de aço – quando necessita de maior resistência à tração. • e Warrington .As pernas contêm fios de diâmetro pequeno que são utilizados como enchimento dos vãos dos fios grossos. de acordo com a aplicação desejada.Os fios das pernas têm diâmetros diferentes numa mesma camada.As camadas são alternadas em fios grossos e finos. Cláudio Roberto Losekann. Tipos de engrenagens • Engrenagens cilíndricas de dentes retos: A figura 2.6 – ENGRENAGENS As engrenagens são. é possível determinar muitos elementos que compõem a engrenagem. FIGURA 2. a engrenagem maior chama-se coroa e a menor chama-se pinhão. desde produtos pequenos como relógios. as rodas devem estar engrenadas. as engrenagens são usadas para variar o número de rotações e o sentido da rotação de um eixo para o outro. As rodas se engrenam quando os dentes de uma engrenagem se encaixam nos vãos dos dentes da outra engrenagem. o mais conhecido arranjo de elementos de máquinas conhecido. Fonte: Provenza (1988). Engrenagens são rodas com dentes padronizados que servem para transmitir movimento e força entre dois eixos. Ferroli e Prof. até grandes máquinas de usinagem.15 – Engrenagem cilíndrica de dentes retos. A figura 2.17. talvez. estando presente.15 a figura 2.UNIVALI Universidade do Vale do Itajaí – UNIVALI Curso de Desenho Industrial – Design Fabricação II Prof. Quando um par de engrenagens tem rodas de tamanhos diferentes. Para produzir o movimento de rotação.15 mostra uma engrenagem cilíndrica de dentes retos com módulo igual a 8 e número de dentes igual a 17. Paulo C. 2. A partir desses dados. figuras 2.14 – Engrenagens de dente reto. As engrenagens de um mesmo conjunto podem ter tamanhos diferentes.14 mostra alguns exemplos. Muitas vezes. 31 . FIGURA 2. 17 – Detalhe da engrenagem cilíndrica de dentes retos. FIGURA 2.UNIVALI Universidade do Vale do Itajaí – UNIVALI Curso de Desenho Industrial – Design Fabricação II Prof.1167m ⇒ dp = 136 mm P = 25.π ⇒ s = v = P/2 ⇒ sc = m.34 mm 32 .27 mm b = 9.334) ⇒ 0 θ = 20 db = dp.cos θ ⇒ a=m ⇒ ac = m [1 + z/2 (1 – cos α) b = 1. Paulo C.z ⇒ P = m.z. Ferroli e Prof.16 – Engrenagem cilíndrica de dentes retos.56 mm de = 152 mm di = 117. Número de dentes: Módulo: Diâmetro primitivo: Passo: Espessura circular e vão: Espessura cordal: Diâmetro externo: Diâmetro interno: Ângulo de pressão: Diâmetro do círculo da base: Altura da cabeça do dente: Altura da cabeça do dente (cordal): Altura do pé do dente: z = 17 m=8 dp = m.32 mm db = 128 mm a = 8 mm ⇒ ac = 8.sen α ⇒ de = m (z + 2) ⇒ di = m (z – 2.12 mm s = v = 12. FIGURA 2. Cláudio Roberto Losekann. Fonte: Provenza (1988).56 mm sc = 12. 33 . as principais medidas que compõem esse mecanismo. sendo que se conhece previamente m = 6. pelas figuras que seguem.167 m L = (6/20) m α = 90/z ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ h = 17. FIGURA 2.19 – Engrenagem e cremalheira. Ferroli e Prof. Paulo C.34 mm L = 50 m α = 50 18’ • Engrenagem e cremalheira: Podese acompanhar. Altura do dente: Folga no pé do dente: Comprimento do dente: Ângulo do dente: FIGURA 2.18 – Esquema da cremalheira de dentes retos.UNIVALI Universidade do Vale do Itajaí – UNIVALI Curso de Desenho Industrial – Design Fabricação II Prof. Fonte: Provenza (1988).34 mm e = 1. z = 6 e ângulo de pressão = 200. h=a+b e = 0. Cláudio Roberto Losekann. 334) θ = 200 db = dp.4 mm b = 7 mm h = 13 mm e = 1 mm L = 48 mm α = 30 45’ 34 .z P = m.167 m h=a+b e = 0.417 mm de = 156 mm di = 129.π s = v = P/2 sc = m.42 mm sc = 9. FIGURA 2.sen α de = m (z + 2) di = m (z – 2. Ferroli e Prof. Paulo C.UNIVALI Universidade do Vale do Itajaí – UNIVALI Curso de Desenho Industrial – Design Fabricação II Prof.84 mm s = v = 9.167 m L = (6/20) m α = 90/z ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ dp = 144 mm P = 18. Fonte: Provenza (1988).99 mm db = 135. Número de dentes: Módulo: Diâmetro primitivo: Passo: Espessura circular e vão: Espessura cordal: Diâmetro externo: Diâmetro interno: Ângulo de pressão: Diâmetro do círculo da base: Altura da cabeça do dente: Altura do pé do dente: Altura do dente: Folga no pé do dente: Comprimento do dente: Ângulo do dente: z = 24 m=6 dp = m.z.20 – Engrenagem e cremalheira.cos θ a = m = 6 mm b = 1. Cláudio Roberto Losekann. As figuras que seguem mostram um conjunto de engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais com módulo igual a 4. • Engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais: Nas engrenagens helicoidais os dentes são oblíquos em relação ao eixo da engrenagem.UNIVALI Universidade do Vale do Itajaí – UNIVALI Curso de Desenho Industrial – Design Fabricação II Prof. Cláudio Roberto Losekann. FIGURA 2. Ferroli e Prof. Fonte: Provenza (1988).21 – Engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais. 15 dentes no pinhão. FIGURA 2. Fonte: Provenza (1988). 35 . 26 dentes na coroa e ângulo de inclinação do dente β = 180.21 – Detalhe da engrenagem e cremalheira. Paulo C. .23 – Engrenagens cônicas a 900. • Engrenagens cônicas a 750: A figura que segue mostra um conjunto de engrenagens cônicas a 750 com módulo igual a 4. Paulo C. FIGURA 2. 12 dentes no pinhão. FIGURA 2.5. mostram um conjunto de engrenagens cônicas a 900 com módulo igual a 5.23 a 2. 34 dentes na coroa e ângulo entre os eixos γ = 750.22 – Engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais. 36 .UNIVALI Universidade do Vale do Itajaí – UNIVALI Curso de Desenho Industrial – Design Fabricação II Prof. 16 dentes no pinhão. 25 dentes na coroa e ângulo entre os eixos γ = 900. Cláudio Roberto Losekann. Ferroli e Prof. • Engrenagens cônicas a 900: As figuras 2. Fonte: Provenza (1988). Fonte: Provenza (1988). Ferroli e Prof. • Engrenagens cônicas a 1200: A figura mostra um conjunto de engrenagens cônicas a 1200 com módulo igual a 5. 19 dentes no pinhão. 30 dentes na coroa e ângulo entre os eixos de 1200.25 – Engrenagens cônicas a 1200.UNIVALI Universidade do Vale do Itajaí – UNIVALI Curso de Desenho Industrial – Design Fabricação II Prof. Paulo C. FIGURA 2. Cláudio Roberto Losekann.24 – Engrenagens cônicas a 750. Fonte: Provenza (1988). FIGURA 2. Fonte: Provenza (1988). 37 . UNIVALI Universidade do Vale do Itajaí – UNIVALI Curso de Desenho Industrial – Design Fabricação II Prof.26 e 2.26 – Coroa e rosca sem fim. Cláudio Roberto Losekann. Paulo C. FIGURA 2.27 mostram um conjunto de coroa e rosca sem fim. • Coroa e rosca sem fim: As figuras 2.. com módulo igual a 3.27 – Coroa e rosca sem fim. FIGURA 2. Ferroli e Prof. Fonte: Provenza (1988). 38 . Fonte: Provenza (1988). 40 dentes na coroa e ângulo de inclinação de 200. 29 mostram um conjunto de engrenagens helicoidais de eixos ortogonais. Fonte: Provenza (1988). Cláudio Roberto Losekann. Fonte: Provenza (1988). FIGURA 2. FIGURA 2. com módulo igual a 3. Paulo C. 15 dentes no pinhão e 28 dentes na coroa. Ferroli e Prof.28 – Engrenagens helicoidais de eixos ortogonais.UNIVALI Universidade do Vale do Itajaí – UNIVALI Curso de Desenho Industrial – Design Fabricação II Prof. • Engrenagens helicoidais de eixos ortogonais: As figuras 2.29 – Engrenagens helicoidais de eixos ortogonais.28 e 2. 39 . Fonte: Provenza (1988). Cláudio Roberto Losekann. com módulo igual a 4.31 mostram um conjunto de engrenagens helicoidais de eixos reversos. Paulo C.31 – Engrenagens helicoidais de eixos reversos. • Engrenagens helicoidais de eixos reversos: As figuras 2. Ferroli e Prof. FIGURA 2.UNIVALI Universidade do Vale do Itajaí – UNIVALI Curso de Desenho Industrial – Design Fabricação II Prof.30 – Engrenagens helicoidais de eixos reversos. 40 . 18 dentes no pinhão e 31 dentes na coroa.30 e 2. FIGURA 2. Fonte: Provenza (1988). 32 – Came. 41 . Cláudio Roberto Losekann. isto é. há um excêntrico. Normalmente.UNIVALI 2. Paulo C. Ferroli e Prof. Came é um elemento de m·quina cuja superfície tem um formato especial. essa superficie possui uma excentricidade que produz movimento num segundo elemento denominado seguidor seguidor. Tipos de cames FIGURA 2. FIGURA 2.7 – CAMES Universidade do Vale do Itajaí – UNIVALI Curso de Desenho Industrial – Design Fabricação II Prof.33 – Came de disco com diferentes extremidades. 42 . FIGURA 2. FIGURA 2.35 – Came frontal. Cláudio Roberto Losekann.UNIVALI Universidade do Vale do Itajaí – UNIVALI Curso de Desenho Industrial – Design Fabricação II Prof. Paulo C.36 – Came de palminha.34 – Came de Tambor. Ferroli e Prof. FIGURA 2. ............. ................ FIGURA 2....... 34 FIGURA 2................................ 40 FIGURA 2.........................................................8 – Transmissão por corrente......................... Fonte: Provenza (1988)........................ ........................ CORRENTES............................................................ Fonte: Provenza (1988)............ 41 FIGURA 2........ 27 FIGURA 2..6 – ENGRENAGENS................ 32 FIGURA 2...32 – Came......................20 – Engrenagem e cremalheira...................................33 – Came de disco com diferentes extremidades................ ................... .............................................. 42 FIGURA 2................ Fonte: Provenza (1988)............... .......... ........................... 35 FIGURA 2.............................. Fonte: Provenza (1988)...............UNIVALI Universidade do Vale do Itajaí – UNIVALI Curso de Desenho Industrial – Design Fabricação II Prof... 30 FIGURA 2... Fonte: Provenza (1988)..........4 – Tipos de polias......................... 36 FIGURA 2............ 42 FIGURA 2.................. 39 FIGURA 2..........15 – Engrenagem cilíndrica de dentes retos..... Fonte: Provenza (1988)........... ...........28 – Engrenagens helicoidais de eixos ortogonais...... 27 2............................. 23 2.......... 31 FIGURA 2................................... .................29 – Engrenagens helicoidais de eixos ortogonais..................... Fonte: Provenza (1988)... 23 2.......25 – Engrenagens cônicas a 1200......................................................CORREIAS ............................................................... 24 FIGURA 2..........5 – CABOS... 29 2.....14 – Engrenagens de dente reto. 29 FIGURA 2.13 – Tipos do cabo.................18 – Esquema da cremalheira de dentes retos............Sistema de transmissão.... 23 FIGURA 2....................................12 – Partes do cabo........3 ........ 38 FIGURA 2...................... Fonte: Provenza (1988).............17 – Detalhe da engrenagem cilíndrica de dentes retos.................. 40 FIGURA 2....... Fonte: Provenza (1988).................................... Fonte: Provenza (1988)...7 – Esticador de correia...................... ......... Fonte: Provenza (1988).....................................................6 – Correia dentada.................................. .. 26 FIGURA 2................................................................................... CORREIAS..................21 – Engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais..............................................30 – Engrenagens helicoidais de eixos reversos..21 – Detalhe da engrenagem e cremalheira...35 – Came frontal.... 28 FIGURA 2........ ..................... Cláudio Roberto Losekann............... Fonte: Provenza (1988).............................. .... 37 FIGURA 2.Rodas para correntes..................... 24 FIGURA 2.. Paulo C.....9 ... 33 FIGURA 2.............................23 – Engrenagens cônicas a 900.26 – Coroa e rosca sem fim....... 39 FIGURA 2..............................27 – Coroa e rosca sem fim........................... ..................................7 – CAMES ................................................. 32 FIGURA 2................... 26 FIGURA 2.................. 25 FIGURA 2.......... Fonte: Provenza (1988). . ......1 ..... Fonte: Provenza (1988).................................................................... 41 43 ................... 41 FIGURA 2..........................1 ................ Fonte: Provenza (1988)...............................11 – Sistemas de elevação e transporte...................................................................... 26 2........... 33 FIGURA 2..............22 – Engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais......................................31 – Engrenagens helicoidais de eixos reversos... Fonte: Provenza (1988)............ ENGRENAGENS E CAMES ...... ........ Ferroli e Prof. 37 FIGURA 2.....5 – Correia trapezoidal ou em “V”............................................... 29 FIGURA 2....................................................36 – Came de palminha........................................ 36 FIGURA 2....24 – Engrenagens cônicas a 750......... 31 FIGURA 2.....................................INTRODUÇÃO ...........CORRENTES .......... Fonte: Provenza (1988)............................. 23 2........................................ 31 2...................... 42 2 .......... 28 FIGURA 2.....................................................................................Correntes...... 35 FIGURA 2.................................................. 27 FIGURA 2...2 ............... Fonte: Provenza (1988).POLIAS............16 – Engrenagem cilíndrica de dentes retos....3 – Corte de polia trapezoidal................................19 – Engrenagem e cremalheira.................................ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO – POLIAS........10 ............................................................34 – Came de Tambor................ 38 FIGURA 2............2 – Corte de polia plana e polia abaulada........................ ................... ...............4 ..... Ferroli e Prof. 44 . Cláudio Roberto Losekann. Paulo C.UNIVALI Universidade do Vale do Itajaí – UNIVALI Curso de Desenho Industrial – Design Fabricação II Prof.