Trem de engrenagens: relação de velocidade e torque

Informe, na ordem, a engrenagem motora e a movida de cada estágio; você receberá a relação total de velocidade de saída, a relação ideal de torque, o sentido da última engrenagem e os resultados de cada estágio. Ela é útil em redutores, sobremarchas, mecanismos de relógio e transmissões com vários eixos. Engrenagens com zero dentes são recusadas, pois não definem uma relação física ou matemática válida.

Descreva o trem como uma sequência de engrenamentos

Modele o mecanismo em estágios ordenados do eixo de entrada ao eixo de saída. Em cada estágio, informe os dentes da engrenagem que transmite o movimento e os da engrenagem movida. Um trem simples pode ter várias rodas visíveis; uma engrenagem intermediária apenas repassa o movimento e não muda a magnitude da relação final, embora acrescente um engrenamento e inverta o sentido. Em um trem composto, duas engrenagens fixas no mesmo eixo fazem a movida de um estágio girar à mesma velocidade que a motora do estágio seguinte. Registre cada contato real uma vez e mantenha a ordem física. As contagens devem ser inteiros positivos. São aceitos até cem estágios, quantidade ampla para transmissões práticas e um limite seguro contra entradas enormes por engano. Módulo, diâmetro primitivo, ângulo de pressão e distância entre centros não são pedidos porque influenciam compatibilidade e carga, mas não a relação cinemática ideal derivada dos dentes.

Entenda a relação de velocidade e o torque ideal

Em um engrenamento externo, a velocidade de saída dividida pela velocidade de entrada corresponde aos dentes da motora divididos pelos dentes da movida. A calculadora multiplica essa fração em todos os estágios. Um resultado de 0.25:1 indica que a saída completa um quarto de volta por volta de entrada; com entrada de 1,000 rotações por minuto, a saída ideal seria 250. Na hipótese ideal sem perdas, o torque varia de modo inverso: em cada estágio, dividem-se os dentes da movida pelos da motora e multiplicam-se os fatores. Assim, o mesmo exemplo apresenta relação ideal de torque de 4:1. As relações são recíprocas, exceto por arredondamento numérico. Como esta ferramenta calcula razões, não é necessário informar velocidade nem torque reais. Multiplique uma velocidade de entrada conhecida pela relação total de velocidade, ou um torque de entrada pela relação total de torque, para estimar a saída ideal correspondente.

Interprete o sentido e as limitações reais

Cada engrenamento externo inverte a rotação. Portanto, um número ímpar de estágios faz a saída girar no sentido oposto à entrada, enquanto um número par conserva o sentido. O resultado pressupõe engrenagens externas convencionais; coroas internas, arranjos cruzados, sem-fins, correias, correntes e conjuntos planetários seguem outras regras. O torque calculado é uma vantagem mecânica ideal, não uma garantia de torque entregue. Na prática há atrito, arrasto dos mancais, perdas no lubrificante, deformação elástica, folga e resistência do ar. Para estimar o torque real, aplique separadamente a eficiência medida ou especificada, por estágio ou para o trem completo. Antes de fabricar, verifique também resistência dos dentes, carga nos eixos, tensão de contato, lubrificação, compatibilidade do passo e rotação de trabalho. A calculadora exige inteiros positivos dentro dos limites e rejeita explicitamente zero, mas não confirma se as rodas engrenam, cabem no alojamento ou suportam o ciclo de serviço pretendido.