Capítulo 4 Engrenagens 31 7 16 final

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Adalberto Nunes de Siqueira 
 Agosto - 2016 
 
 
Capítulo 4 : Engrenagens 
Engrenagens (filme) 
 
São rodas com dentes padronizados internos ou externos, utilizados 
para transmitir movimento e forca entre dois eixos. Sendo muitas 
vezes usadas quando se deseja variar o numero de rotações e/ou 
sentido da rotação de um eixo para outro. A transmissão de 
movimento tem normalmente como finalidade aproveitar o máximo 
de potencia gerada em trabalho mecânico util. 
O movimento de rotação entre as engrenagens ocorre quando as 
rodas (engrenagens) estão engrenadas, ou seja, em contato por meio 
de seus dentes, permitindo que haja rotação. As engrenagens de um 
mesmo conjunto podem ter tamanhos diferentes, de forma que, 
quando um par de engrenagens tem rodas de tamanhos diferentes, a 
engrenagem maior chama-se coroa, e a menor de pinhão. 
Engrenamento : é o processo através do qual e possível 
acionar rodas dentadas e gerar trabalho mecânico util. 
Engrenamento indireto – é aquele no qual a movimentacão das rodas 
se realiza através de correntes, conforme Figura 5.1. 
 
 
Figura 5.1: Engrenamento indireto 
Engrenamento direto – neste processo o movimento das rodas se 
realiza sem auxilio de correntes, ou seja, as rodas se acoplam 
diretamente, obedecendo ao perfil do dentado de cada uma delas. 
 
Figura 5.2: Engrenamento direto 
Classificação das engrenagens: Os principais tipos de engrenagens empregadas na 
indústria e em equipamentos são: 
• Engrenagens cilíndricas de dentes retos ou frontais. 
• Engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais. 
• Engrenagens cônicas. 
 
 Engrenagens cilíndricas de dentes retos ou frontais: 
São engrenagens que apresentam dentados paralelos ao eixo 
geométrico da roda, sendo empregadas para transmitir potencias 
medias, com rotação variada. 
A engrenagem cilíndrica de dentes retos e considerada o tipo mais 
comum. 
A seguir estão dispostos, conforme as Figuras 5.2 e 5.3, as partes de 
uma engrenagem de dentes retos. Os dentes de uma engrenagem são 
considerados a parte mais importante. 
Figura 5.2: Partes de uma engrenagem de dentes retos 
Figura 5.3: Altura do dente de uma engrenagem de dentes retos 
Cremalheira – e uma barra provida de dentes, destinada a engrenar uma roda 
dentada. Através desse sistema, pode-se transformar movimento de rotação 
em movimento retilíneo e vice-versa. 
Mecanismos de quatro barras 
Dimensões de uma engrenagem : A Figura 5.4 r apresenta as dimensões de uma 
engrenagem de dentes retos. 
Figura 5.4: Dimensões de engrenagens de 
dentes retos 
Figura 5.7: Nomenclatura de uma engrenagem de dentes retos ou frontais 
Cremalheira – e uma barra provida de dentes, destinada a engrenar uma roda 
dentada. Através desse sistema, pode-se transformar movimento de rotação 
em movimento retilíneo e vice-versa. 
Engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais 
 Estas engrenagens se caracterizam pela inclinação do dentado em relação 
ao eixo geométrico da roda, tendo como vantagens a alta resistência e 
trabalho silencioso. São utilizadas quando ha necessidade de grandes 
esforços como em caixa de redução, de cambio, etc. Além disso, permitem 
transmitir potencias maiores com rotação variada. 
 Entre as engrenagens helicoidais, a aplicação da engrenagem para rosca 
sem fim se destaca quando se deseja uma redução de velocidade na 
transmissão do movimento. As engrenagens cilíndricas com dentes 
helicoidais possuem como característica a transmissão de rotação entre 
eixos diversos (não paralelos), além de apresentarem um ruído menor do que 
as engrenagens cilíndricas com dentes retos. 
 
 
Engrenagens cônicas 
 As engrenagens cônicas apresentam a forma de tronco de cone, e podem ter 
dentes retos ou helicoidais, porem apresentam uma grande característica 
que e a transmissão de movimento entre eixos ortogonais. Nestas 
engrenagens, o dente apresenta espessura variada decrescendo da periferia 
para o centro da engrenagem. 
 De acordo com a inclinação do dente da roda, em relação ao seu eixo 
geométrico, pode se adotar a seguinte classificação: 
Obtenção de engrenagens (ver vídeo??) 
Rodas dentadas podem ser obtidas através de dois processos básicos, que são: 
 1) Obtenção de engrenagens com remoção de material 
É o processo mais comum e pode ser realizado através de: 
Fresa módulo – e considerado o processo mais simples, normalmente 
empregado para rodas frontais. Neste processo, o dentado obtido pela 
usinagem total de cada dente, e realizado isoladamente, sendo isto uma 
desvantagem. 
Escolha da fresa – para se usinar as engrenagens, são utilizadas as fresas 
modulo, sendo a escolha condicionada ao numero de dentes das 
engrenagens. 
Fresa caracol – este processo faz parte de um processo conhecido como 
geração, no qual o dentado da roda vai surgindo como um todo, porém o 
perfil do dente, só e definido no final do processo, quando a engrenagem se 
encontra concluída. 
figura 5.10: Fabricação de engrenagem com fresa caracol 
Obtenção de engrenagens sem remoção de material 
 A produção de rodas dentadas, sem remoção de material, pode ser feita 
através dos seguintes processos: 
a) Fundição – processo empregado para obter engrenagens de grande porte, com 
reduzido numero de rotações, e que atuarão mais em função do peso do que 
pelo esforço. 
b) Extrusão – o processo de extrusão se aplica em engrenagens com grande 
numero de dentes, pequeno diâmetro e espessura, onde o esforço de 
trabalho é extremamente reduzido. Exemplos de materiais utilizados na 
fabricação destes tipos de engrenagens: latão, bronze, materiais não 
ferrosos. 
c) Estampagem – se destina a produzir engrenagens de diâmetro médio, com 
elevado numero de dentes e espessura reduzida. 
d) Forjamento – esse processo e utilizado para engrenagens cônicas, cujo 
numero de dentes e variado, porem com maior quantidade de material. 
Cálculo de engrenagens de dentes retos ou frontais: 
 
Engrenagens cilíndricas de dentes retos ou frontais 
 O modulo de uma engrenagem refere-se ao quociente resultante da divisão 
do diâmetro primitivo, em relação ao numero de dentes, sempre expresso em 
milímetros (mm). O modulo e normalizado e expresso com números inteiros 
ou decimais. E com base no modulo e no numero de dentes que o fresador 
escolhe a ferramenta que ira utilizar para usinar os dentes da engrenagem. 
Posteriormente, a verificação da peca executada também e feita em função 
dessas características. 
Componentes de uma engrenagem de dentes retos ou frontais 
Figura 5.11: Vista em corte de uma 
engrenagem de dentes retos ou 
frontais 
Cálculo do diâmetro 
O diâmetro externo corresponde ao diâmetro primitivo (dp), mais duas vezes a altura da 
cabeça do dente (a) que, por sua vez, e igual a um modulo (m). Isso é fácil de verificar, 
observando a Figura 5.14. 
Ou seja, matematicamente: 
A altura total (h) do dente de uma engrenagem cilíndrica de dentes retos, 
conforme Figura 5.15, e igual a 2 módulos mais 1/6 de um modulo. 
O que pode ser comprovado tematicamente por: 
A altura total do dente da engrenagem, de acordo com a Figura 5.16, e obtida 
através da soma da altura da cabeça do dente (a), mais a altura do pé do 
dente (b), ou seja, h = a + b 
Engrenagens helicoidais 
 Em função da inclinação do dente da engrenagem e em relação ao seu eixo 
geométrico, pode-se adotar a seguinte classificação para as engrenagens 
helicoidais: 
a) Roda de baixa rotação – angulo de inclinação 10º. 
b) Roda de media rotação – angulo de inclinação 30º. 
c) Rodade alta rotação – angulo de inclinação 45º. 
Na engrenagem cilíndrica, com dentes helicoidais, a característica em sua conformação e 
evidenciada conforme Figura 5.18, através do angulo α, ou seja, o angulo de inclinação da 
hélice. 
Cálculo de engrenagens dentes helicoidais 
Estas formulas sao utilizadas para obter os valores dimensionais referentes a 
engrenagens de dentes helicoidais. 
Engrenagens cônicas 
Em uma engrenagem cônica, o diâmetro externo (De) pode ser medido, o numero de dentes 
(Z) pode ser contado e o angulo primitivo (δ) pode ser calculado. Na Figura 5.19, podemos 
ver a posição dessas cotas. 
Parafuso com rosca sem-fim: E o tipo de parafuso que pode apresentar uma ou 
mais entradas, sendo que este número tem influência no sistema de 
transmissão. Se um parafuso com rosca sem-fim tem apenas uma entrada e 
esta acoplado a uma coroa de 60 dentes, em cada volta dada no parafuso a 
coroa vai girar apenas um dente. Neste caso, então, como a coroa tem 60 
dentes, será necessário realizar 60 voltas no parafuso para que a coroa gire 
uma volta. Desta forma, a rpm da coroa e 60 vezes menor que a do parafuso. 
 Se, por exemplo, o parafuso com rosca sem-fim esta girando a 1.800 rpm, a 
coroa girara a 1.800 rpm, divididas por 60, que resultara em 30 rpm. 
Suponha, agora, que o parafuso com rosca sem-fim tenha duas entradas e a 
coroa tenha 60 dentes. Assim, a cada volta dada no parafuso com rosca 
sem-fim, a coroa girará dois dentes. Portanto, será necessário dar 30 voltas 
no parafuso para que a coroa gire uma volta. 
 Assim, a rpm da coroa é 30 vezes menor que a rpm do parafuso com rosca 
sem-fim. Se, por exemplo, o parafuso com rosca sem-fim esta girando a 
1.800 rpm, a coroa girara a 1.800, divididas por 30, que resultara em 60 
rpm. 
Exercícios: