Tutorial engrenagem Solidworks.pdf

Tutorial para criação de engrenagem de dentes retos no SolidWorks 1° Passo: Conhecendo as características básicas da engrenagem. Antes de começarmos a modelar a peça, devemos conhecer alguns parâmetros importantes da engrenagem, como a relação de transmissão desejada, o número de dentes das da s engrenagens, os diâmetros, o módulo da engrenagem e o ângulo de pressão. 

Relação de transmissão:

A relação de engrenagens (redução por engrenagem) é a medida da relação entre as velocidades rotacionais de duas ou mais engrenagens interligadas. Em geral, no caso de duas engrenagens, se a primeira (Engrenagem motora) é maior do que a segunda (Engrenagem movida), esta segunda irá girar mais rápido e vice versa. Podemos expressar esse conceito básico usando a fórmula: Relação de engrenagens = Z2/Z1 Onde Z1 é o número de dentes da primeira engrenagem e Z2 o número de dentes dasegunda. Por exemplo, uma relação de 1:2 significa que a engrenagem movida irá girar com o dobro da velocidade da engrenagem motora, e seu número de dentes será a metade. 

Diâmetros da engrenagem:

De= Diâmetro externo. Di= Diâmetro interno. Dp= Diâmetro primitivo: É o diâmetro da circunferência formada pelos pontos de contato entre as engrenagens. 

Módulo da engrenagem:

É a relação entre o diâmetro primitivo da engrenagem e o seu número de dentes. Grosso modo, o módulo da engrenagem é o “tamanho” do dente. A figura abaixo compara dentes de diferentes módulos:

O módulo é importante para determinarmos outras dimensões da engrenagem. Em um par de engrenagem, as duas engrenagens devem ter sempre o mesmo módulo, m ódulo, independente da sua quantidade de dentes. Módulos mais usados: 1 – 1,25 – 1,5 – 2 – 2,5 – 3 – 4 –5 –6 –7 – 8 – 10 – 12 16 – 20 – 25 – 32 - 40 – 50 mm. Segunda Escolha: 1,125 – 1,375 – 1,75 – 2,25 – 2,75 – 3,5 – 4,5 – 5,5 – 7 –9 – 11 – 14 - 18 – 22 – 28 – 36 –45 mm.

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Ângulo de pressão:

É o ângulo que define a direção da força q e a engrenagem motora exerce sobre a engrenagem movida. As engrenagens são fabricadas atualmente com ângulos de pressão padronizados, os ângulos de pressão são 14.5°, 20° e 25°, sendo o mais usado 20°.

Fórmulas para engre agem de dentes retos com ângulo de pres ão de 20º:

Diâmetro de Base (Db), circunferência, da qual se desenrola um fio cuja extremidade descreve a curva evolvente. Seu valor é necessário a construção do dente. Db = Dp * cos 20° (ângulo de pressão que ir mos utilizar). Raio do Pé do Dente (Rp): Rp = S / 6 Raio Maior do Dente (R) é o raio maior do perfil do dente. Raio Menor do Dente (R’) é o raio menor do perfil do dente.

R = M * f  R’ = M * f’

O raio maior do dente e o raio menor do de te juntos formam o perfil do dente da engrenagem, hamado de envolvente. f e f’ são constantes tiradas do ODONTÓGR FO DE GRANT com base no número de dentes.

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2° Passo: Determinando as dimensões da engrenagem. Neste tutorial iremos construir um par de engrenagens com relação de 1:2, sendo a engrenagem motora com o diâmetro externo de 184mm. Isso significa que a engrenagem movida terá a metade de dentes da engrenagem motora. M=4mm-> Adotei o módulo 4mm nesse exemplo para que o número de dentes resultasse em um número inteiro, pois a condição dada pelo professor era a de que o diâmetro externo fosse 184mm, normalmente se calcula o De a partir do Dp ou do número de dentes e o Módulo. Dimensões Engrenagem 1 (Motora):

Dimensões Engrenagem 2 (Movida):

Número de dentes: Z1= De/M – 2 Z1=44

Número de dentes: Z2=22 (Para obedecer a relação 1:2)

Diâmetro primitivo: Dp1=M*Z1 Dp1=176mm Diâmetro Interno: Di1=Dp1 – (2,166*M) Di1=167,336mm Diâmetro de Base: Db1 = Dp1 * cos 20° Db1 = 165,4mm Espessura do dente / Espaço entre dentes: S1=1,57*M S1=6,28mm Espessura da engrenagem: B1= 6*M B1=24mm

Raio do Pé do Dente: Rp1= S1 / 6 Rp1=1,05mm Raio Maior do Dente: R1= M * f R1= 4 * 4,63 R1= 18,5mm Raio Menor do Dente: R1’ = M * f’ R1’= 4 * 4,63 R1’= 18,5mm

Diâmetro externo: De2=M*(Z2+2) De2=96mm Diâmetro primitivo: Dp2=M*Z2 Dp2=88mm Diâmetro Interno: Di2=Dp2 – (2,166*M) Di2=79,336mm Diâmetro de Base: Db2 = Dp2 * cos 20° Db2 = 82,7mm Espessura do dente / Espaço entre dentes: S2=1,57*M S2=6,28mm Espessura da engrenagem: B2= 6*M B2=24mm

Raio do Pé do Dente: Rp2= S1 / 6 Rp2=1,05mm Raio Maior do Dente: R2= M * f R2= 4 * 3,49 R2= 13,96mm Raio Menor do Dente: R2’ = M * f’ R2’= 4 * 2,06 R2’= 8,24mm

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3° Passo: Construção das peças no Solidworks:

Esta é a parte mais fácil de todo o processo agora que já definimos as dimensões da engrenagem. Vamos agora construir a engrenagem maior de De=184mm 1. Faça um circulo com diâmetro de 184mm com centro na origem do plano e a extrusão com 24mm de largura.

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Selecione o recurso CORTE EXTRUDADO e crie um esboço na face da peça, nesse esboço faremos o perfil de corte do dente da engrenagem. Primeiro iremos desenhar os círculos dos De, Dp, Di e Db. Faça também uma linha de centro partindo da origem até a extremidade do círculo maior.

Obs: Clique nos círculos referentes ao Dp e ao Db e no menu a esquerda marque a opção PARA CONSTRUÇÃO.

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3.

Crie um círculo com centro sobre a linha do Db, o diâmetro desse círculo será o dobro do Raio maior do dente. (Para a engrenagem maior o R e R’ são iguais, então faremos apenas um círculo.

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Utilizando o comando APARAR ENTIDADES, recorte o círculo de 37mm deixando apenas o segmento contido entre o De e Di. Recorte também o círculo do De e Di como na figura abaixo: OBS: NÃO DELETE AS COTAS APÓS FAZER OS RECORTES NO PERFIL!

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Faça o raio do pé do dente e em seguida, utilizando o comando ESPELHAR, selecione o contorno e a linha de centro para fazer o espelhamento do perfil.

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6.

Selecione a opção PONTO e crie dois pontos onde a curva do perfil do dente cruza a linha do diâmetro primitivo.

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Defina a distância desses dois pontos de acordo com o valor de S1 (espaço entre os dentes). Com isso nosso perfil deve ficar totalmente definido como mostrado abaixo:

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Saia do esboço, selecione o perfil criado e confirme a extrusão.

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Agora que já temos um dos cortes feitos, iremos reproduzir a extrusão usando o recurso PADRÃO CIRCULAR

Após clicar no comando, defina os parâmetros do padrão:

Face é a face do diâmetro externo da engrenagem, 44 é o número de dentes, Corte-extrusão 1 é o corte do perfil do dente que fizemos anteriormente. Não esqueça de marcar a opção ESPAÇAMENTOS IGUAIS. Após confirmar, a engrenagem estará pronta. Para terminar essa peça eu fiz um furo no centro dela com diâmetro de 25mm. A medida desse furo depende da dimensão do eixo que será acoplado à engrenagem.

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Iremos construir agora a engrenagem menor, com 22 dentes e diâmetro externo de 96mm. O processo de construção dessa peça é idêntico ao da engrenagem maior, com exceção do perfil do dente que agora deverá ter o R e R’ diferentes: Diâmetros:

Ao criar os círculos que serão os raios do dente, devemos criá-los sobre o círculo Db, e em seguida adicionar uma relação de tangência, como mostra a figura abaixo:

Os diâmetros desses círculos são o dobro dos valores de R2 e R2’.

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Após cortar os círculos com o comando APARAR ENTIDADES, fazer o raio do pé do dente e ESPELHAR o perfil, o contorno deverá ficar assim:

Engrenagem menor pronta:

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4° Passo: Montagem e posicionamento de engrenagens. Agora iremos fazer uma montagem das peças que criamos e adicionar um posicionamento mecânico de engrenagem, para que elas girem em conjunto e obedecendo a relação de transmissão. Nesse exemplo eu utilizarei 2 eixos de diâmetro 25mm, com distância entre seus centros dada pela dimensão C (Distancia entre flancos), que nesse caso será 132mm. 1.

Crie uma montagem e adicione as peças. Obs: Nesse exemplo os eixos são uma única peça com distancia entre eles de 132mm

2.

Posicione os furos das engrenagens no mesmo centro d os eixos.

3.

Posicione as faces

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4.

Aproxime os dentes na tela e manualmente desloque as engrenagens até que os dentes se encostem, tangenciando um ao outro.

5.

Selecione o comando POSICIONAR, selecione primeiro a opção POSICIONAMENTOS MECÂNICOS e clique em ENGRENAGEM. Selecione uma aresta do dente de cada engrenagem, e no campo RAZÃO, coloque os valores dos diâmetros primitivos das engrenagens.

Pronto! Com isso concluímos esse tutorial de engrenagem de dentes retos no solidworks, agora você pode praticar mudando os parâmetros que utilizamos aqui para desenvolver suas habilidades!!

Tutorial criado por: Renan da Silva Vieira, em 12/04/2016. Versão 1.1

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