Análise da influência de parâmetros geométricos nas tensões de flexão de engrenagens cilíndricas de dentes retos

• Autor(a) principal: Quadros, Pedro Murilo Souza de
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10376
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAO::ENGENHARIA DO PRODUTO::DESENVOLVIMENTO DE PRODUTO; Engrenagens; Flexão (Engenharia civil); Estrutura analítica de projeto; Método dos elementos finitos; Deformações e tensões; Engenharia mecânica; Gearings; Flexure; Work breakdown structure; Finite element method; Strains and stresses; Mechanical engineering

O uso de engrenagens cilíndricas de dentes retos é de suma importância em sistemas mecânicos onde se deseja a transmissão de torque ou potência entre eixos. É importante realizar um bom projeto das engrenagens, pois a aplicação da carga entre elas pode gerar desgaste elevado nos dentes, como a crateração ou até mesmo a quebra dos dentes, fazendo com que seja necessária a troca do par engrenado. Os dois modos de falha mais comuns em engrenagens são a fratura na região da raiz por fadiga de flexão e a fadiga superficial da face dos dentes. Para minimizar essas falhas, é possível realizar uma mudança no material das engrenagens ou realizar mudanças geométricas no par engrenado, que é o objetivo desse trabalho. As engrenagens são modeladas no software SolidWorks, fazendo o uso da parametrização para a rápida geração de modelos com geometrias diferentes. Para que os modelos reflitam com a realidade de engrenagens fabricadas na prática, usam-se conceitos teóricos para a construção do perfil do dente. Um modelo analítico foi construído tendo como base a equação apresentada pela norma AGMA e a tensão de flexão proposta de Lewis. A equação resultante utilizada para realizar os cálculos de tensão na raiz do dente tratase de uma modificação da equação de Lewis, visando melhorar o resultado final. É feito uso do ABAQUS para construção do modelo numérico e posterior validação com o modelo analítico. As principais etapas e melhorias realizadas no software são apresentadas e discutidas. Com os resultados gerados, nota-se a redução da tensão com o aumento do número de dentes, módulo e/ou ângulo de pressão. É visto também o comportamento semelhante da tensão na raiz do dente para todos os modelos estudados. Dessa forma, é possível avaliar qual a configuração geométrica ideal para que as ECDR sofram um esforço menor de tensão de acordo com as modificações que podem ser realizadas na geometria.