12 fevereiro, 2012

Engrenagens - Dobrando a rotação

Pesquisando na internet sobre um detalhe do meu projeto, encontrei um artigo excelente sobre o por que que usando duas engrenagens é possível dobrar a rotação de um determinado iten, eu sei que muitos não gostam de física mais projetos de geradores a física é a alma do projeto, veja abaixo:

Torque = força x distância

Imagine duas engrenagens em movimento. Uma das engrenagens fornece a rotação e a força necessária para mover a outra. Essa engrenagem recebe o nome de Engrenagem Motora. A outra engrenagem recebe o nome de Engrenagem Movida.

Considere agora que existe um braço de alavanca a partir do centro de cada engrenagem até o ponto de contato dos dentes, como mostram as figuras.

Podemos então definir relação de transmissão como sendo a razão entre o comprimento desses dois braços, tendo como denominador o comprimento do braço da engrenagem motora:
Rt = L Eng. Movida / L Eng. Motora
Onde:
Rt: relação de transmissão.
L eng. Movida = Raio do Diâmetro Primitivo da engrenagem movida.
L eng. Motora = Raio do Diâmetro Primitivo da engrenagem motora.
Conhecendo a relação de transmissão de um par de engrenagens podemos conhecer o seu comportamento quanto a sua velocidade e transmissão de torque através das equações:
Torque Eng. Movida  = torque Eng. Motora  x Rt
rpm Eng. Movida  = rpm Eng. Motora  / Rt
Onde:
rpm = rotações por minuto.
Rt = relação de transmissão.
No nosso exemplo, se a engrenagem motora for a menor, admitindo-se
Rt = 3.5
rpm motora = 35
torque motora = 120 Nm, teremos:
rpm na Eng. Movida (maior) = 35 / 3.5 => 10 rpm
torque na Eng. Movida = 120 x 3.5 => 420 Nm
Para cada três voltas e meia obtidas na engrenagem motora (menor), a engrenagem movida terá dado apenas uma volta, em compensação, para cada Nm de torque fornecido pela engrenagem menor, teremos 3.5 Nm transmitido pela engrenagem maior.
Esse exemplo mostra como obter mais força utilizando engrenagens, mas muitas vezes, ao invés de mais força, necessitamos de mais velocidade. Nesse caso, considere que a engrenagem motora seja a engrenagem maior. A relação de transmissão passa a ser 1: 3.5 (leia um para três e meio). Utilizando o mesmo raciocínio, teremos a transmissão de menos torque, por outro lado, para cada volta na engrenagem motora (maior), teremos 3.5 voltas na engrenagem movida (menor). Considerando-se os mesmos dados do exemplo anterior, temos:
Rt = 1: 3.5
rpm motora = 35
torque motora = 120 Nm
rpm na Eng. Movida (menor) =  35 / (1/3.5) => 35 x 3.5 =>  122.5 rpm
torque na Eng. Movida = 120 x (1/3.5) => 120 / 3.5 => 34.28 Nm

Artigo publicado por: Francisco Peres Sanches

No conteúdo acima é um exemplo claro do que é usado em geradores eólicos, é isso mesmo, sabe aquelas torres com hélices com um gerador onde produzem energia? Então, as hélices giram de vagar, mas existe um sistema do projeto acima que duplica sua rotação para assim ter melhor aproveito, veja na imagem abaixo:


Saiba que isso não é só válido para energia eólica, também pode ser usado em outros projetos de geradores alternativos, estude bem e reveja esse conceito, pois é muito interessante e pode solucionar erros em projetos complexos.

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