Este artigo explica o que são engrenagens helicoidais (ou sem-fins) e para que são utilizadas. Assim, você descobrirá as partes de um verme, as características de um verme e como funciona esse tipo de mecanismo.
O que é engrenagem helicoidal?
O parafuso sem fim , ou parafuso sem fim , é um mecanismo que transmite um movimento rotacional entre duas partes cujos eixos são perpendiculares. Ou seja, o sem-fim é uma espécie de parafuso que serve para transmitir seu movimento de rotação a uma roda cujo eixo é perpendicular ao parafuso.
Em uma engrenagem helicoidal, o parafuso possui dentes helicoidais e engrena com uma engrenagem reta ou helicoidal, portanto é uma engrenagem helicoidal. Além disso, geralmente o elemento motriz da transmissão é o parafuso, de modo que a roda é acionada pelo parafuso.
No mecanismo sem-fim, cada vez que o sem-fim dá uma volta completa, a engrenagem avança em um determinado comprimento. Desta forma é possível girar uma roda dentada cujo eixo de rotação é perpendicular ao eixo de rotação do parafuso, assim, com este mecanismo é possível alterar o eixo de rotação do movimento rotativo.
Além disso, o worm é chamado de worm porque a transmissão é infinita, ou seja, em teoria o mecanismo do worm pode funcionar continuamente sem parar. Porém, na prática este tipo de mecanismo tem um limite devido ao desgaste.
Partes de uma engrenagem helicoidal
O sistema de parafusos sem fim é composto por duas partes:
- Parafuso : Esta é a parte motriz do mecanismo sem-fim. Em outras palavras, o movimento do parafuso provoca o movimento da roda. Normalmente, um motor acoplado ao eixo de rotação do parafuso revoluciona esta peça. Os dentes do parafuso são helicoidais.
- Roda (coroa) : é a parte acionada do mecanismo sem-fim. Os dentes da roda se ajustam aos dentes do parafuso e, portanto, quando o parafuso gira, o movimento rotacional é transmitido à roda.
Características da engrenagem helicoidal
As características do parafuso sem fim são as seguintes:
- Baixa relação de transmissão : O mecanismo sem-fim atua como um redutor de velocidade, pois a velocidade angular da roda é menor que a velocidade angular do parafuso. A relação de transmissão do mecanismo depende do número de entradas do parafuso e do número de dentes da roda.
- Mecanismo irreversível : Geralmente o mecanismo de engrenagem helicoidal é irreversível, embora dependa do ângulo da hélice e também de outros fatores. É por isso que o elemento motriz é sempre o parafuso, enquanto o elemento acionado é a roda.
- Desgaste devido ao alto atrito : O desgaste do mecanismo sem-fim é alto devido ao atrito entre o parafuso e a roda. Essa característica do verme provoca uma grande perda de energia, o que faz com que o desempenho do mecanismo seja baixo.
- Custo alto : o custo da minhoca é superior ao de outros tipos de mecanismos, tanto para a compra da minhoca quanto para sua manutenção.
Como funciona uma engrenagem helicoidal
O funcionamento do parafuso sem fim é simples: a cada revolução feita pelo parafuso, a roda avança um número de dentes equivalente ao número de entradas do parafuso. A velocidade de rotação da roda depende, portanto, do número de dentes da roda e do número de entradas de parafuso.
Além disso, o mecanismo do worm funciona de forma irreversível. Isto quer dizer que normalmente o sentido de transmissão do movimento não é reversível, o parafuso é portanto o elemento motriz que provoca o movimento da roda, que é o elemento acionado da engrenagem. Isto se deve ao alto atrito entre o parafuso e a roda. Esses tipos de minhocas são chamados de minhocas autotravantes , porque impedem o movimento da roda para a minhoca.
Os parafusos sem-fim têm outra vantagem: permitem obter uma redução da velocidade de rotação com muito pouco espaço. Para obter uma relação de transmissão semelhante à de uma engrenagem helicoidal com uma engrenagem de dois pinhões, seria necessária uma roda muito maior e, portanto, ocuparia muito mais espaço.
No vídeo a seguir você pode ver como ocorre a transmissão do movimento entre os componentes de um verme.
Fórmula de verme
O número de voltas do sem-fim multiplicado pelo número de entradas é igual ao número de voltas da roda multiplicado pelo número de dentes. Portanto, a fórmula do verme é:
Ouro:
-
é o número de voltas do parafuso.
-
é o número de entradas de parafuso.
-
é o número de voltas da roda.
-
é o número de dentes da roda.
Esta expressão permite relacionar matematicamente o número de voltas do parafuso com o número de voltas da roda.
Exemplos de aplicativos worm
Por fim, veremos para que serve o parafuso sem fim com algumas aplicações deste mecanismo no dia a dia.
- A engrenagem helicoidal é usada em pequenos motores elétricos porque permite que eles mudem de alta velocidade e baixo torque para baixa velocidade e alto torque.
- Outra utilização do sistema worm diz respeito às portas automáticas, que geralmente incorporam este mecanismo para o seu bom funcionamento.
- Alguns instrumentos musicais também usam o mecanismo sem-fim para ajustar a tensão das cordas, como o violão.
- Os carros também costumam ser equipados com engrenagem helicoidal, principalmente na caixa de direção do carro.
- Elevadores ou transportadores também utilizam o mecanismo sem fim. Essas máquinas são usadas em muitos campos da engenharia.