Em nossos artigos anteriores, já nos aprofundamos nas distinções entre motores de engrenagens retas e motores de engrenagem planetária. Hoje, deixe Annie levá-lo em uma jornada para explorar os pontos principais de três tipos comuns de caixas de engrenagens, além de selecionar a perfeita para suas necessidades práticas.

Caixa de engrenagens de dentes retos

Uma caixa de engrenagens cilíndricas de dentes retos é um tipo de engrenagem cilíndrica caracterizada por eixos paralelos e dentes retos que correm paralelos ao eixo. Este design as torna comumente usadas para alterar a velocidade e o torque de objetos específicos, bem como para transmissão, multiplicação de torque, amplificação de velocidade e posicionamento de precisão em sistemas. Uma caixa de engrenagens de dentes retos, também conhecida como "redutor de dentes retos", é um dispositivo mecânico predominante.

As principais características de um redutor de dentes retos

a. Capacidade de torque moderada com potencial para um design fino e silencioso.

b. Alta eficiência, atingindo 91% por estágio.

c. O eixo de entrada e o eixo de saída podem ser alinhados ao longo do mesmo eixo central ou posicionados em eixos centrais diferentes.

d. Sentido de rotação variável de entrada e saída devido aos diferentes estágios da engrenagem. Quando o número de estágios em uma caixa de engrenagens de dentes retos é ímpar, o sentido de rotação do eixo de saída da caixa de engrenagens é oposto ao do eixo de saída do motor.
Quando o número de estágios em uma caixa de engrenagens retas é par, a direção de rotação do eixo de saída da caixa de engrenagens é a mesma que a do eixo de saída do motor.

Eficiência da engrenagem de esporão

Caixas de engrenagens podem sofrer perdas mecânicas devido a fatores como engrenamento e atrito dos rolamentos. Caixas de redução de engrenagens cilíndricas são normalmente calculadas com uma eficiência de 91%. O exemplo abaixo serve apenas como referência, pois a eficiência pode variar de acordo com condições como torque e velocidade do motor CC.

Tomando como exemplo uma caixa de engrenagens de dentes retos com engrenamento de 5 estágios, a eficiência geral do sistema pode ser calculada usando a fórmula: Eficiência(n) = 0.91 × 0.91 × 0.91 × 0.91 × 0.91 ≈ 0.624, aproximadamente 62.4%.

Micro caixa de engrenagens planetárias

A mini caixa de engrenagens planetárias, também conhecida como micro caixa de engrenagens planetárias ou caixa de engrenagens planetárias em miniatura, é um tipo de redutor amplamente utilizado. É composta por engrenagens planetárias, uma engrenagem solar e uma coroa. Seu design incorpora recursos como distribuição de potência, redução de velocidade e engates de múltiplas engrenagens para aumentar o torque de saída, a adaptabilidade e a eficiência operacional. A engrenagem solar é normalmente posicionada no centro, enquanto as engrenagens planetárias giram em torno dela, recebendo torque da engrenagem solar. A coroa (carcaça externa) engrena com as engrenagens planetárias.

Essas caixas de engrenagens podem ser combinadas com motores CC com escovas, motores CC sem escovas, motores sem núcleo e outras opções para fornecer desempenho ideal.

As principais características de uma caixa de engrenagens planetárias

a. Capaz de transmitir alto torque.

b. Eficiência de aproximadamente 79% por estágio.

c. Entrada e saída são posicionadas no mesmo centro.

d. O sentido de rotação do eixo de saída da caixa de engrenagens planetárias é o mesmo do eixo de saída do motor, independente do estágio da engrenagem.

Na INEED Electronics, nossos redutores planetários estão disponíveis em plástico e metal. Os redutores planetários de plástico apresentam um ou vários estágios de redução de marcha, com engrenagens internas e carcaça feitas de materiais plásticos. Já os redutores planetários de metal consistem em três ou quatro engrenagens engatadas em cada estágio. Nossa linha de redutores planetários atende a diversas necessidades de aplicação, oferecendo soluções de transmissão ideais, desde designs metálicos robustos até opções de plástico leves e flexíveis.

Vamos comparar rapidamente as diferenças entre caixas de engrenagens planetárias de plástico e de metal:

	Caixa de engrenagens planetárias de plástico	Caixa de engrenagens planas metálicas
Prós	>Tanto o corpo do motor quanto as engrenagens são mais leves. >Baixo ruído >Custos de produção mais baixos	>Maior precisão para eficiência. >Maior rigidez, menor folga. >Permite relações de transmissão mais altas para maior compactação.
Contras	>A menor resistência e rigidez, resultar em uma capacidade de carga reduzida.	>Preço unitário mais alto

Eficiência da caixa de engrenagens planetárias

Semelhante às caixas de redução de engrenagens cilíndricas, as caixas de engrenagens planetárias também sofrem perdas mecânicas. O exemplo abaixo serve apenas como referência. No caso de um engrenamento planetário de 3 estágios, a eficiência geral pode ser calculada da seguinte forma: Eficiência(n) = 0.79 × 0.79 × 0.79 ≈ 0.493, aproximadamente 49.3%.

Caixa de engrenagens micro sem-fim

Um projeto especial de engrenagens é conhecido como engrenagem sem-fim. Nessa configuração, os dentes são enrolados ao redor do eixo como as roscas de um parafuso. A engrenagem que engrena com o sem-fim é chamada de roda sem-fim ou engrenagem sem-fim. Um conjunto de engrenagens composto por uma rosca sem-fim e uma roda sem-fim é comumente chamado de transmissão por engrenagem sem-fim ou transmissão por engrenagem sem-fim.

A relação de transmissão de uma engrenagem sem-fim pode ser expressa usando a seguinte fórmula simples: Relação de transmissão = Número de dentes na roda sem-fim / Número de roscas no eixo sem-fim

Aqui, o número de dentes na roda sem-fim refere-se à contagem de dentes na roda, enquanto o número de roscas no eixo sem-fim refere-se à quantidade de roscas helicoidais por polegada (ou por milímetro) no eixo. Essa relação de transmissão determina a proporção da velocidade de rotação e da variação de torque entre o movimento de entrada (eixo sem-fim) e o movimento de saída (roda sem-fim). É importante observar que as transmissões por engrenagem sem-fim são normalmente utilizadas em aplicações que exigem altas relações de redução, pois são capazes de proporcionar efeitos de redução substanciais.

A relação entre velocidade de saída da caixa de engrenagens, torque, velocidade do motor e torque

a. Velocidade do motor de engrenagem = Velocidade do motor (rpm) / Relação de engrenagem (relação)

b. Torque de saída da caixa de engrenagens = Torque de saída do motor (Ts) × Relação de transmissão × Eficiência de transmissão de engrenagens (n)

Exemplo: Velocidade do motor sem carga: 14800 RPM, Torque de partida (Ts) = 15 g.cm, com relação de transmissão de 100:1, eficiência de transmissão da caixa de engrenagens: 60%

Velocidade do motor (rpm) = 14800 / 100 = 148 RPM

Torque de saída da caixa de engrenagens = 15 × 100 × 60% = 900 g.cm

Perguntas frequentes

Qual é a diferença entre um redutor de dentes retos e um redutor planetário?

Em geral, o redutor de dentes retos é a opção mais simples e barata entre eles. A desvantagem é que as caixas de engrenagens de dentes retos apresentam maiores perdas por atrito. Os redutores planetários têm projetos mais complexos e incluem um eixo de entrada que aciona a engrenagem central (solar), que então gira a engrenagem planetária circundante. Esse arranjo permite que cada engrenagem planetária forneça torque precisamente em sincronia com as demais. A desvantagem é que a caixa de engrenagens planetárias tem uma eficiência menor do que a engrenagem de dentes retos em termos de potência mecânica.

Qual é a diferença entre uma caixa de engrenagens planetária e uma caixa de engrenagens helicoidal?

Maior capacidade de torque: Redutores planetários se destacam no gerenciamento de cargas de torque mais pesadas em comparação com redutores helicoidais, graças ao seu design. As múltiplas engrenagens planetárias em um redutor planetário distribuem a carga de forma mais uniforme, resultando em uma maior capacidade de torque do que um redutor helicoidal de tamanho equivalente.