Engrenagens helicoidais: uma solução silenciosa para transmissões de alta-velocidade
Engrenagens helicoidais:Uma solução silenciosa para transmissões-de alta velocidade. No final do século XIX, quando as locomotivas a vapor ultrapassavam os 80 km/h, os problemas de ruído e vibração das engrenagens de dentes retos tornaram-se insuportáveis. É aqui que entram as engrenagens helicoidais – seu perfil de dente é helicoidal, como uma engrenagem de dentes retos cortada em pedaços finos e torcida em ângulo. Este design altera o contato da superfície do dente de um ponto para uma linha, tornando o processo de entrosamento tão gradual quanto o aperto de mão de duas pessoas, reduzindo a força de impacto em mais de 60%.
As principais vantagens refletem-se em três aspectos:a área de contato é 300% maior que a das engrenagens retas, aumentando a capacidade de carga em 2-3 vezes; a força axial gerada pelo ângulo da hélice pode ser compensada por rolamentos axiais, tornando-o adequado para cenários de alta velocidade acima de 10.000 rpm; testes de um fabricante de equipamentos de energia eólica mostraram que o ruído de uma caixa de engrenagens helicoidal é 15 dB menor do que o de uma caixa de engrenagens de dentes retos, equivalente à mudança de ruído de uma cidade movimentada para uma biblioteca.
No entanto, esta vantagem tem um custo:a usinagem de engrenagens helicoidais requer uma fresadora de engrenagens especializada, custando 40% mais do que engrenagens de dentes retos; a força axial aumenta a carga do rolamento, exigindo rolamentos de rolos cônicos mais caros. Engenheiros da Siemens na Alemanha descobriram que negligenciar o equilíbrio da força axial em conjuntos de engrenagens helicoidais pode reduzir a vida útil do rolamento em 70%.
Aplicações típicas são encontradas em toda-fabricação de ponta:motores de tração ferroviária de alta-velocidade, acionamentos de acessórios para motores de aeronaves e eixos de retificadoras de precisão. Nos novos redutores de veículos de energia, as engrenagens helicoidais são padrão.-O redutor de segundo{4}}estágio do Tesla Model 3 usa engrenagens helicoidais com um ângulo de hélice de 20 graus, alcançando uma eficiência de transmissão de 97%.
