Roda dentada é o nome genérico dado a objetos de forma cilíndrica cujas extremidades são cortadas em seções com formato semelhantes a dentes, que permitem a conexão entre rodas de duas maneiras distintas: de forma direta, uma à outra; ou de forma indireta, por corrente.
Índice do Artigo
- Como funcionam as rodas dentadas?
- Qual a função das rodas dentadas?
- Materiais de Composição
- Estrutura/Nomenclatura da Roda Dentada
- Diferença Entre Roda Dentada e Engrenagem
- Quais São os Tipos de Roda Dentada?
- Como Medir uma Roda Dentada?
- Como Identificar Desgaste de uma Roda Dentada – Exemplo prático: Pedro Leopoldo Figueiredo
- Calculo Diâmetros Primitivos Unitários de Rodas Dentadas para Correntes
Figura 1: rodas dentadas conectadas de forma direta. Figura 2: rodas dentadas conectadas por corrente.
As rodas dentadas são itens de grande importância para qualquer tipo de sistema de transmissão que seja mecânico e, dentre suas utilidades, está o controle de rotação e força do sistema em um equipamento ou máquina. Em relação aos tipos, as rodas variam de acordo a aplicabilidade, sendo úteis para diferentes setores da indústria.
Como funciona a roda dentada?
Com o objetivo de engatar e mover, rodas dentadas podem ser usadas em todos os sistemas mecânicos que tenham essa característica como necessidade. Um exemplo comum é o sistema de direção em alguns modelos de carros, no qual o volante faz o movimento de giro ao ser manejado pelo motorista, o que aciona também um conjunto de rodas dentadas, que unidas formam uma engrenagem.
Dessa forma, é possível virar o veículo à esquerda ou à direita, transformando a ação do condutor no volante em resposta nas rodas, a partir do acionamento do sistema de engrenagem, que inclui, dentro desse processo, a ação direta das rodas dentadas e de outros componentes. Este é o mesmo princípio de funcionamento de diversas máquinas industriais.
Qual a função da roda dentada?
Própria para se aplicar onde há movimentação, ela transmite força ou torque através da rotação de um eixo, formando um sistema de transmissão de potência.
A roda dentada é utilizada para mover todo tipo de máquina industrial e veículo, como por exemplo:
- Escavadeiras e tratores;
- Esteiras transportadoras;
- Carros, motos e caminhões;
- Elevadores e guindastes;
- Robôs industriais;
- Sistemas de automatização;
- Máquinas de processamento de materiais;
- Embaladoras.
Tipos de roda dentada
Os tipos de roda dentada variam de acordo com a aplicabilidade, sendo úteis para diferentes indústrias. Conheça alguns modelos abaixo:
Cilíndrica com dentes retos
O modelo com dentes retos e de formato cilíndrico é aplicado em motores, porque exerce funções essenciais para manter a mesma velocidade e rotação do eixo ao longo de todo o processo. Possui um custo mais baixo e pode ser encontrado no mercado com facilidade.
Cilíndrica com dentes helicoidais
O formato inclinado dessa roda garante uma vantagem importante, pois nele os dentes não se engatam com rapidez; são inclinados para criar um ângulo entre o eixo e o segmento dos dentes. Além de uma operação mais silenciosa, sustenta mais carga.
Cônica com dentes retos
Possui a vantagem de mudar sua força e direção do giro para transmitir energia a eixos com diferentes ângulos. Contudo, por ser mais inclinado, esse modelo exige maior cuidado e precisão na montagem. O formato reto dos dentes faz com que a roda se desgaste mais conforme o tempo, o que faz com que a roda suporte cargas mais baixas e com menor velocidade.
Cônica com dentes helicoidais
O modelo cônico com dentes helicoidais conta com um aproveitamento significativo de energia em relação ao formato reto dos dentes. Por isso, o material precisa aguentar o forte impacto que uma roda gera na outra. Devido à inclinação, a roda tem uma operação silenciosa e mais eficaz.
Cônica com dentes espirais
Composta por rodas cônicas com dentes em ângulo de hélice, a roda dentada cônica espiral é aplicada nos mais variados tipos de maquinário, desempenhando sua atividade com ruído praticamente inaudível e alta potência. Em eixos que podem ou não ser perpendiculares, o formato da roda dentada é usualmente produzido em eixos separados por 90°, no entanto a distribuição de pressão e suavidade na interação das peças possibilita operar sob diversas condições.
Cônica com dentes hipoides
Esse modelo tem a capacidade de transmitir mais torque, devido aos seus dentes mais longos. Além disso, os eixos de engrenagens descentralizados garantem uma margem de translação do eixo da segunda roda. Contudo, o maior espaço entre os eixos exige o uso mais frequente de lubrificantes.
Materiais de Composição
A roda dentada pode ser fabricada em aço inoxidável, aço carbono, ferro fundido, nylon entre outros materiais, variando de acordo com o ambiente, o local e a necessidade de aplicação. O aço carbono aceita o tratamento térmico na região dos dentes, o que aumenta a vida útil e diminui o desgaste advindo do contato com o rolo da corrente. Esse tratamento altera a propriedade do aço, garantindo mais dureza.
Nomenclatura da Roda Dentada
Quanto à estrutura, as rodas dentadas são tecnicamente descritas a partir de suas particularidades, o que pode variar de acordo com o fabricante. Cada característica é representada por uma letra específica. Trazemos abaixo o exemplo das rodas fabricadas pela Martin, marca comercializada pela JW Engenharia.
D – A letra D representa o número de fileiras presentes na roda, que pode ser simples, dupla, tripla, quádrupla ou dupla simples.
Passo da corrente – Essa segunda característica estrutural da roda dentada é apresentada por meio de um número que corresponde ao passo da corrente. Nesse caso, ela é utilizada para realizar movimentos coordenados.
B – A letra B representa qual é o tipo de roda dentada, que pode variar, por suas características, em: apenas disco, cubo de um lado, cubo em dois lados, cubo desmontável, bucha QD, bucha taper, bucha MST e furo na medida.
Número de dentes – Essa quarta característica estrutural da roda dentada é apresentada por meio de um número que diz respeito a quantidade de dentes que ela possui.
H – A letra H diz respeito a características especiais da roda dentada, que podem ser dentes endurecidos e/ou aço Inox.
Medidas (em polegadas ou milímetros) – Essa sexta característica estrutural da roda dentada é apresentada por meio de um número que pode ser em milímetros ou polegadas, apontando quais medidas a roda possui.
KWSS – Já as letras KWSS significam as características de furo da roda dentada, que pode variar em: rasgo da chaveta; um opressor sobre o rasgo da chaveta; ou dois opressores (um sobre o rasgo da chaveta e o segundo a 90°).
Diferença entre roda dentada e engrenagem
As rodas dentadas comumente são confundidas com engrenagens, e o que as diferencia são suas utilidades. Assim, o objetivo da roda dentada é engatar e mover, já o da engrenagem é engrossar e agrupar, incluindo, entre outras coisas, um conjunto de rodas dentadas. Desse modo, uma roda dentada sozinha não forma uma engrenagem, mas quando ela é unida à outra roda dentada ou um conjunto de outras rodas dentadas, elas passam a formar — juntas — um conjunto denominado engrenagem.
Veja no quadro abaixo as diferenças entre a engrenagem e a roda dentada para corrente.
Como medir uma roda dentada?
Para cada tipo de corrente de transmissão existe uma série específica de rodas dentadas. Algumas derivam de considerações geométricas, enquanto outras são baseadas na experiência. Então, para obter um correto acoplamento com a corrente, a construção da roda dentada deve respeitar determinadas dimensões.
No desenho a seguir, indicamos a terminologia mais comum usada para indicar suas principais dimensões, além do passo da corrente e do número de dentes.
• Forma dos dentes – a forma teórica dos dentes deve ser aquela que o rolo da corrente traça passando do percurso retilíneo, identificado com o alinhamento do centro dos pinos da corrente na parte em tensão, ao percurso circular representado pela circunferência primitiva da roda dentada. Em outras palavras, o perfil teórico do dente de uma roda dentada para a corrente de transmissão é o envolvimento do perfil do rolo no movimento relativo da corrente em relação à engrenagem.
• Diâmetro Primitivo – é o diâmetro da circunferência que passa pelos centros dos pinos da corrente enquanto envolve a roda dentada.
• Diâmetro de fundo de dentes – é o diâmetro da circunferência tangente aos pontos mais internos da porção circular dos dentes da roda dentada. É a partir dessa medida que se faz seu controle dimensional, no que diz respeito à usinagem dos dentes.
• Diâmetro externo – é o diâmetro da circunferência que circunscreve a extremidade dos dentes da roda dentada.
Como identificar o desgaste de uma roda dentada?
Existem diversas dúvidas e dificuldades para fazer a identificação de situações de desgaste em uma roda dentada, por se tratar de um trabalho minucioso, realizado por profissionais técnicos, experientes, com olhos e ouvidos extremamente treinados.
Pedro Leopoldo Figueiredo, gerente comercial da Brasil Engrenagens e Correntes, tem larga experiência na área e realiza diversos treinamentos com equipes de manutenção de diferentes segmentos, em várias regiões do Brasil. Nos cursos de capacitação, Figueiredo explica, além de outros assuntos, como é possível identificar situações de desgaste em uma roda dentada.
Nos treinamentos, “costumo dizer que a corrente e a roda dentada dão sinais de que algo não está certo e, por isso, é necessário entendê-los. Quando temos ruído excessivo, devemos analisar o tensionamento e o alinhamento da corrente, pois uma transmissão mal tensionada ou mal alinhada, além de causar ruído excessivo, pode aumentar o desgaste da corrente, da roda dentada e de outros componentes, como rolamentos, retentores, eixos, etc. O ruído também está diretamente ligado à lubrificação da corrente.”
Estudos de bancada mostram que uma transmissão bem lubrificada reduz a intensidade do ruído em até 12,5%, relata o profissional, que em seguida apresenta uma imagem para ilustrar o problema (veja abaixo):
Figueiredo explica que, na imagem acima, temos o exemplo de uma roda dentada dupla simples, na qual “é possível perceber que o desgaste dos dentes acontece apenas de um lado” e, por consequência, “o formato tipo gancho ocorre por vários motivos, como por exemplo, desalinhamento e excesso de tensão (esticamento), fazendo com que a corrente entre e saia tensionada, causando desgaste dos dois lados do dente”, detalha.
Neste caso, aponta ele que “o correto em uma transmissão, é ter um \’tramo tenso\’ e um \’tramo folgado\’. Outro ponto interessante é verificar se a corrente e a roda dentada são da mesma norma de fabricação, ou seja, roda dentada ANSI tem que trabalhar com correntes ANSI. Outro ponto falho, porém comum, é trocar somente a corrente. Em uma transmissão, o correto é sempre trocar o conjunto de correntes e rodas dentadas“, revela o profissional.
Desse modo, “a sugestão da Brasil Engrenagens para esses casos é a troca imediata do conjunto (roda e corrente)”, destaca. “E durante a instalação é preciso analisar o alinhamento e esticamento da corrente. Após 48 horas, deve-se verificar também o alongamento da corrente e possíveis marcas nas rodas”, finaliza.
Cálculo de diâmetro primitivo de rodas dentadas para correntes
Para o cálculo de diâmetro primitivo de qualquer tipo de engrenagem para corrente, deve-se usar a tabela abaixo. Procede-se da seguinte forma: determinado o número de dentes, verifica-se na tabela o fator X correspondente; multiplica-se o passo da corrente pelo fator, e teremos o diâmetro primitivo, na mesma unidade do passo.
Exemplo:
• Eng. 32 dentes passo 31,75mm = 10,202 X 31,75mm = 323,91mm.
• Eng. 68 dentes passo 2 polegadas = 21,653 X 2,00pol. = 43.31 pol.
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