Resumo

Trens de engrenagens epicicloidais ou trens de engrenagens planetárias (TEP) são

sistemas de transmissão de alta complexidade cinemática e de difícil visualização. Entretanto,

suas vantagens são enormes: compactos, leves, permitem altas reduções de velocidade, possuem

alta confiabilidade, pois tem engrenamento permanente, possuem capacidade de bifurcação e

adição de potência e permitem múltiplas relações de transmissão. Eles têm diversas aplicações,

como redutores industriais e navais, diferenciais automotivos, máquinas operatrizes e

transmissões automáticas. Como existe uma grande variedade de possibilidades de configurações

na união de vários TEPs.

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1 Introducao

Engrenagens são usadas para transmitir torque e velocidade angular em diversas

aplicações. Existem várias opções de engrenagens de acordo com o uso a qual ela se destina.

A maneira mais fácil de se transmitir rotação motora de um eixo a outro é através de dois

cilindros. Eles podem se tocar tanto internamente como externamente. Se existir atrito suficiente

entre os dois cilindros o mecanismo vai funcionar bem. Mas a partir do momento que o torque

transferido for maior que o atrito ocorrerá deslizamento.

Com o objetivo de se aumentar o atrito entre os cilindros, fez-se necessária a utilização de

dentes que possibilitam uma transmissão mais eficiente e com maior torque.

1.2 - Tipos de engrenagens

As engrenagens como elementos de transmissão de potência se apresentam nos seguintes tipos

básicos:

1.3 - Trem de engrenagens

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Um trem de engrenagens é um acoplamento de duas ou mais engrenagens. Um par de

engrenagens é a forma mais simples de se conjugar engrenagens e é freqüentemente utilizada a

redução máxima de 10:1.

Trens de engrenagens podem ser simples, compostos e

planetárias.

Trens de engrenagens simples

Trens de engrenagens simples são aqueles que apresentam apenas um eixo para cada

engrenagem

Cada jogo de engrenagem influi na relação das velocidades, mas no caso de trens simples,

o valor numérico de todas as engrenagens menos a primeira e a última são cancelados.

As engrenagens intermediárias apenas influem no sentido de rotação da engrenagem de saída. Se

houver um número par de engrenagens o sentido de rotação da última será oposto ao da primeira.

Havendo um número impar de engrenagens, o sentido permanecerá o mesmo. É interessante

notar que uma engrenagem de qualquer número de dentes pode ser usada para modificar o

sentido de rotação sem que haja alteração na velocidade, atuando como intermediária.

Trens de engrenagens compostos

Para se obter reduções maiores que 10:1 é necessário que se utilize trens de engrenagens

compostos. O trem composto se caracteriza por ter pelo menos um eixo no qual existem

mais de uma engrenagem.

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2 Metodologia

2.1Trens de Engrenagem Epicicloidal

Fig.2.1 - Trem de Engrenagem Epicicloidal

Devido à analogia com o sistema solar, o trem epicicloidal é freqüentemente chamado de

trem planetário ou trem de engrenagens planetárias ou, simplesmente, de TEP. Em virtude disso,

a engrenagem central é chamada de solar e as engrenagens que giram em torno dela são

chamadas de planetárias ou satélites ou, simplesmente, planetas. Quase sempre se utiliza também,

uma engrenagem de dentes internos em torno do TEP, onde os planetários também se engrenam.

Esta é chamada de engrenagem, anular, semelhante a um anel. O elemento que suporta o eixo

móvel dos planetas e que pivota em torno do eixo principal do TEP, é chamado de suporte ou

braço. Os símbolos S, A e P que representam as engrenagens solar, anular e planeta

respectivamente e B, que representa o braço, são associados a um índice quando há necessidade

de distinguir elementos de TEPs diferentes. A figura 2.2 identifica estes elementos.

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Fig.2.2 - Momenclatura dos elementos de um TEP

Os TEPs são sistemas de transmissão de alta complexidade cinemática e de difícil

visualização. Os engremamentos entre os elementos internos dos planetário obedecem à rígida

condições de restrição, devido ao inter-relacionamento existente. Entretanto, suas vantagens são

enormes: são compactos, leves, possibilitam alta redução/multiplicação de velocidade, alta

confiabilidade, alta densidade de potencial, possuem capacidade de bifurcação e adição de

potência, capacidade diferencial, são sistemas de múltiplas relação de transmissão e

engrenamento permanente, permitindo ainda a minimização dos esforços nos mancais e

alinhamento dos eixos.

Fig.2.3 - Possibilidade de entrada e saída dos TEPs

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Fig. 2.4 - Arranjo possíveis dos planetas nos TEPs

Figura 2.5 - Quantidade de Planetas, mantendo o diâmetro da anular constante

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Figura 2.6 - TEPs com engrenagens cônicas

Figura 2.7 - Formas de representação dos TEPs

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2.2 Aplicações

2.2.1 Redutor epicicloidal:

Dependendo de qual dos três elementos -- solar, planetárias e coroa -- seja imobilizado, a

saída resultante ocorre sob diferentes relações de transmissão: de redução a

multiplicação, e inversão (ré).

Figura 3.2 - Redutor epicicloidal

2.2.2 As caixas de mudanças automáticas:

São baseados, na sua maioria, num conjunto de engrenagens designado por trem de

engrenagens epicicloidais ou planetárias. Este trem é composto por uma roda central, ou

planetário, à volta da qual rodam engrenagens satélites, um suporte destas e uma coroa exterior

dentada no interior.

A engrenagem planetária está montada no centro. Na engrenagem epicicloidal simples,

um par de satélites gira em eixos que se apóiam no suporte, em forma de U, das engrenagens

satélites, o qual está montado num eixo cujo este eixo corresponde ao da engrenagem planetária.

À medida que o suporte roda, as engrenagens satélites giram nos seus eixos, em volta da roda

central, na qual estão engrenadas.

As engrenagens satélites estão também engrenadas nos dentes do interior da coroa

circular, a qual pode girar à volta da roda central e das engrenagens satélites, também em torno

do mesmo eixo. Mantendo imóvel uma destas engrenagens, as restantes podem ser rodadas de

modo a permitir obter as diferentes reduções conforme as dimensões destas.

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Figura 3.3 - Transmissão Automática (Trem Epicicloidal)

Por conseguinte, são normalmente utilizados em conjunção com vários tipos de

transmissão epicicloidal que permitem efetuar as mudanças de velocidade sem desengatar o

motor.

Figura 3.4 - Mudanças de velocidades sem pedal de embreagem

Para obter o número necessário de combinações de engrenagens, uma caixa de mudanças

automática inclui dois, três ou quatro trens epicicloidais. Algumas partes de cada um dos

conjuntos estão permanentemente ligadas entre si. Outras são ligadas temporariamente ou são

detidas por um sistema de cintas de frenagens e embreagens selecionadas por válvulas hidráulicas

de mudanças, situadas na parte inferior da caixa de mudanças.

O óleo, sob pressão, para acionar as cintas de frenagem e as embreagens, é fornecido pôr

uma bomba alimentada com óleo de lubrificação da caixa de mudanças. Pôr vezes utilizam-se

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duas bombas movidas a partir das extremidades dos eixos primário e secundário da caixa de

mudanças. O seletor de mudanças comanda diretamente as válvulas hidráulicas, a menos que se

selecione a marcha automática para frente.

Neste caso, o funcionamento das válvulas é comandado pela abertura da borboleta do

acelerador e pela velocidade do automóvel. Quando a borboleta se encontra aberta, a pressão do

óleo é reduzida e as engrenagens permanecem numa posição de velocidade baixa.

Quando o automóvel atinge a uma velocidade pré-selecionada, um regulador anula o

comando pôr abertura da borboleta, o que permite a passagem para uma velocidade mais elevada.

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3. CONCLUSÃO

Trens de engrenagens epicicloidais ou trens de engrenagens planetárias (TEP) são

sistemas de transmissão de alta complexidade cinemática. Entretanto, suas vantagens são

enormes: compactos, leves, permitem altas reduções de velocidade, possuem alta confiabilidade

pois tem engrenamento permanente, possuem capacidade de bifurcação e adição de potência e

permitem múltiplas relações de transmissão. Eles têm diversas aplicações, como redutores

industriais e navais, diferenciais automotivos, máquinas operatrizes e transmissões automáticas.

Um campo que pode ser aprofundado é a utilização de sistemas de transmissão

epicicloidal para incorporar duas fontes motoras com diferentes combustíveis, o que vem de

encontro com a tendência mundial de se procurar alternativas energéticas não poluentes,

associado com autonomia do veículo.

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