Mecânica e engranagens

Engrenagens

    As engrenagens podem ser de vários tipos e formas. Como tive dificuldade em encontrar as explicações básicas, apresento aqui tudo o que pude aprender sobre elas.

Coroa e Pinhão

     Engrenagens estão sempre associadas com outras, na transmissão de movimento.
    Uma engrenagem básica é um disco com eixo rotativo no cento, geralmente metálico ou de plástico, com borda lateral dentada que permite rotação e torque à outra engrenagem aumentando ou deduzindo potência.
    Quando duas engrenagens engrenam, poderá haver diferenças de tamanho entre elas. Assim:

    A engrenagem maior é chamada de: coroa
    A engrenagem menor é chamada de: pinhão

    Se a força motriz vier da  coroa, haverá aumento da velocidade de rotação em relação ao pinhão.
    Se a força motriz vier do pinhão, haverá redução da velocidade de rotação em relação a coroa.

Tipos de Engrenagens

Quanto a disposição dos dentes eles podem ter os formatos:

    Retos: Quando estão dispostos de forma paralelo entre si e o eixo. Podem não ser suaves e ser barulhentas.

    Transversais: Quando os dentes são paralelos e estão em diagonal em relação ao eixo e ao disco.

   Helicoidais ou espirais: Estão dispostos de forma espiral em relação ao eixo (como uma hélice). Ideal para suavidade e redução de barulho. Podem ser duplas.

Quanto a disposição dos eixos:

    Eixo paralelo: Os eixos estão virtualmente no mesmo sentido.

   Eixo cruzado: Variação de engrenagens onde os eixos não são paralelos e possuem um ponto virtual de encontro. Comum em roscas sem fim. As bordas laterais das duas engrenagens engrenam.

   Hipoide: Variação de engrenagens onde os eixos não são paralelos. A borda de uma das engrenagens engrenam na face de outra engrenagem. Comum em variações de engrenagens cônicas.

Quanto ao formato e posicionamento dos dentes das engrenagens:

    Cremalheira:
        Engrenagem na forma de barra reta (ou trilho) dentado, que transforma o movimento circular em retilíneo. No caso do uso com pinhão, substitui a cora, pois pode ser bem comprida.

    Cilíndrico ou em disco reto:
     Quando os dentes estão nas bordas laterais. Somente é possível construir uma dupla de engrenagens em disco que se cruzem: se os dentes forem helicoidais. É possível construir uma dupla de engrenagens em paralelo com dentes retos ou helicoidais.
        Rosca sem fim:
        Variação de engrenagem cilíndrica ou de disco. É um cilindro com dentes helicoidais que lembra um parafuso. Geralmente é a fonte motriz para uma coroa ou cremalheira.

    Cônica:

       Quando os dentes estão nas laterais de um cone.

   Interna:
       Sistema de engrenagens onde uma funciona dentro de outra. Exemplo: Encontrado nos motores wankel. Roda do calendário Maia Tzolkin.
        Planetária:
      Quando um conjunto de engrenagens está dentro de um anel dentado lembrando um sistema planetário
        Exemplo: Encontrado nas turbinas eólicas. Maquinas de lavar (tanquinho).

   Catraca (ou roda de escape) ancora (ou alavanca):
        Engrenagem que somente permite a liberação do movimento de acordo com um tempo determinado pela liberação de uma âncora.

   Leque ou Setor:
        Semelhante a engrenagem em disco, mas ao invés de possuir dentes por todo o perímetro de 360° do disco, possui dentes em um ângulos menores que 360°. Muitas delas lembram um disco partido ou leque.

    Correia e polia | Corrente e coroa:
        A vantagem no uso destes elementos é a redução do peso e a distância alcançada para a transmissão do movimento.
        Correia e polia:         
            Lisas: Apenas para transmitir o movimento, sem intenção em sincronização
                Exemplos encontrados em: Motores de carro, lixadeiras, tornos
            Dentadas: Quando é importante a sincronização do movimento
                Exemplos encontrados em: impressoras
            Custo alto para substituição, alta flexibilidade e durabilidade
        Corrente e coroa:
        Quando é importante a sincronização do movimento. Baixa perda de potencia e baixa flexibilidade. Necessitam de manutenção constante. Custo baixo. Exemplos encontrados em: motocicletas, bicicletas

Biela:

    Transforma o movimento retilíneo alternado em movimento circular. Exemplos encontrados em: Pistão e biela dos motores de combustão, motor Stirling, maquinas a vapor e locomotivas antigas
 

Volante:

     Motores de combustão 4 tempos: admissão do gás, compressão do gás, explosão e escape do gás.       As pressões internas dos gazes momento da compressão do combustível nos interiores das câmaras de combustão tem potencial para parar o funcionamento do motor. Para impedir essa parada do motor é necessário uma força inercial que dê continuidade ao ciclo de admissão, compressão, explosão e escape. A peça fundamental para isso é o volante que estando em rotação possui energia inercial que é transferida às bielas do motor, permitindo que o movimento supere a pressão contrária da compressão do combustível.