Princípio de transmissão em um motor de passo com engrenagem helicoidal

A transmissão por engrenagem helicoidal é composta por um parafuso sem-fim e uma roda dentada, sendo o parafuso sem-fim geralmente a parte ativa. A engrenagem helicoidal possui roscas direita e esquerda, sendo denominadas, respectivamente, engrenagens helicoidais de rosca direita e esquerda. Um parafuso sem-fim é uma engrenagem com um ou mais dentes helicoidais que se engrena com a roda dentada para formar um par de engrenagens escalonadas. A superfície de indexação pode ser cilíndrica, cônica ou circular, e existem quatro categorias: parafuso sem-fim de Arquimedes, parafuso sem-fim involuto, parafuso sem-fim de perfil reto normal e parafuso sem-fim cilíndrico envolvente cônico.

 

Vantagens da transmissão por engrenagem helicoidal.

 

✦ A taxa de transmissão em estágio único é alta, geralmente i=10~100. No mecanismo de indexação para transmissão de energia, o máximo pode ser superior a 1500.

✦ O mesmo encaixe proporciona contato linear, o que permite suportar alta potência.

✦ Estrutura compacta, transmissão suave e baixo ruído.

✦ Quando o ângulo de elevação do parafuso sem-fim é menor que o ângulo de atrito equivalente entre as engrenagens, ocorre o travamento automático com curso reverso, ou seja, somente o parafuso sem-fim pode acionar a roda sem-fim, e não o contrário.

Desvantagens da transmissão por engrenagem helicoidal.

✦Com dois eixos perpendiculares, a velocidade linear dos dois nós da roda é perpendicular, portanto a velocidade de deslizamento relativa é grande, o que facilita o aquecimento e o desgaste.

✦Baixa eficiência, geralmente de 0,7 a 0,8; engrenagens helicoidais com travamento automático são ainda menos eficientes, geralmente inferiores a 0,5.

 

Será que ummotor de passo com engrenagem helicoidalnecessariamente possuem desempenho de travamento automático?

Não, existem pré-requisitos. Quando o ângulo de ataque for menor que o ângulo de atrito, omotor de passo com engrenagem helicoidalPode ser autotravante.

Normalmente, quando se seleciona um motor de passo com redução de engrenagem, o usuário deve utilizar proteção contra falha de energia ou um freio no motor. Portanto, o motor de passo com redução de engrenagem será selecionado com um freio para atingir o objetivo de parada, mas isso não significa parada absoluta, pois ainda haverá uma pequena inércia.

O que é travamento automático?O conceito de travamento automático consiste em que, independentemente da força aplicada ou da inércia, a máquina inteira pode ser travada se a parte ativa do motor não conseguir iniciar o movimento. Os motores de passo com engrenagem helicoidal possuem essa característica de travamento automático. Motores de passo com engrenagens convencionais não possuem travamento automático, enquanto redutores de engrenagem helicoidal com relações de velocidade de 1:30 ou superiores apresentam travamento automático confiável, sendo que quanto maior a relação de redução, melhor o desempenho do travamento automático.

Como escolher a relação de redução para garantir o desempenho de travamento automático do motor de passo com engrenagem helicoidal?

1. O coeficiente de atrito da engrenagem sem-fim é 0,6, o ângulo de guia da engrenagem sem-fim é menor que 3°29′11″, o que significa que ela trava automaticamente, e vice-versa.

2. O coeficiente de atrito da engrenagem sem-fim é 0,7, o ângulo de guia da engrenagem sem-fim é menor que 4°03′57″, o que significa que ela trava automaticamente, e vice-versa.

3. Quando o coeficiente de atrito da roda sem-fim é 0,8, o ângulo de inclinação do sem-fim é menor que 4°38′39″, ou seja, autotravante, e vice-versa.

Quando o ângulo de inclinação da rosca sem-fim é menor que o ângulo de atrito equivalente entre os dentes da engrenagem, o mecanismo de redução do motor de passo apresenta travamento automático, o que permite o travamento automático reverso, ou seja, somente a rosca sem-fim pode acionar a engrenagem helicoidal, mas não o contrário. Geralmente, no projeto de máquinas pesadas, os projetistas tendem a utilizar o mecanismo de engrenagem helicoidal com travamento automático, pois seu travamento automático reverso desempenha um papel muito importante na proteção da segurança.

Fórmula de cálculo para roda sem-fim e engrenagem helicoidal.

1. Relação de transmissão = número de dentes da engrenagem sem-fim ÷ número de cabeças do sem-fim

2. Distância entre centros = (passo da roda sem-fim + passo da engrenagem sem-fim) ÷ 2

3. Diâmetro da roda sem-fim = (número de dentes + 2) × módulo

4. Passo da engrenagem sem-fim = módulo × número de dentes

5. Passo da rosca sem-fim = diâmetro externo da rosca sem-fim - 2 × módulo

6. Guia de rosca sem-fim = π×módulo×cabeça

7. Ângulo da hélice (ângulo guia) tgB = (módulo × número de cabeças) ÷ passo da rosca sem-fim

8. Fio sem-fim = π × módulo × cabeça

9. Módulo = diâmetro do círculo de indexação/número de dentes

Número de cabeças da minhoca: ​​minhoca de uma cabeça (há apenas uma hélice na minhoca, ou seja, a minhoca gira por uma semana e a roda dentada gira por um dente); minhoca de duas cabeças (há duas hélices na minhoca, ou seja, a minhoca gira por uma semana e a roda dentada gira por dois dentes).

O módulo é o tamanho da hélice do parafuso, ou seja, quanto maior o módulo, maior a hélice do parafuso.

O fator de diâmetro é a espessura do parafuso.

Módulo: O círculo de indexação de uma engrenagem é a referência para o projeto e cálculo das dimensões de cada parte da engrenagem, e a circunferência do círculo de indexação da engrenagem = πd = zp, portanto, o diâmetro do círculo de indexação

d=zp/π

Como π é um número irracional na equação acima, não é conveniente para o posicionamento do círculo índice como referência. Para facilitar o cálculo, a fabricação e a inspeção, a razão p/π agora é especificada artificialmente como alguns valores simples, e essa razão é chamada de módulo (module), expressa como m.

Tipos de engrenagens helicoidais

De acordo com os diferentes formatos da rosca sem-fim, estas podem ser divididas em roscas sem-fim cilíndricas, roscas sem-fim anulares e roscas sem-fim cônicas. Dentre elas, a rosca sem-fim cilíndrica é a mais utilizada.

 

As engrenagens helicoidais cilíndricas comuns são geralmente usinadas em torno com uma ferramenta de torneamento com lâmina reta. Variando-se a posição e o tipo de ferramenta utilizada, é possível obter quatro tipos de engrenagens helicoidais com diferentes perfis de dentes na seção transversal do eixo vertical: engrenagens helicoidais com perfil involuto (tipo ZI), engrenagens helicoidais de Arquimedes (tipo ZA), engrenagens helicoidais com perfil reto normal (tipo ZN) e engrenagens helicoidais cilíndricas com perfil cônico envolvente (tipo ZK).

 

Verme involuto (tipo ZI)- O plano da lâmina é tangente ao cilindro da base do parafuso sem-fim, e os dentes da extremidade são involutos, adequados para maior velocidade e potência.

 

Verme de Arquimedes (tipo ZA)- O perfil do dente perpendicular ao plano do eixo é um parafuso de Arquimedes, e o perfil do dente no plano além do eixo é reto, de usinagem simples e baixa precisão. (Engrenagem helicoidal com perfil reto axial).

Sem-fim de perfil reto normal (ZN)- Pode ser usado para retificar dentes com rebolo modificado, o processo é simples, frequentemente usado para roscas sem-fim com múltiplas cabeças, eficiência de transmissão de até 0,9.

 

Visto que você tem um conhecimento básico da transmissãoprincípio demotores de engrenagem helicoidalSe houver algo mais que você gostaria de comunicar, por favor...Contate-nos!

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