Este artigo explica o que são engrenagens planetárias e para que são utilizadas. Assim, você encontrará a definição de engrenagem planetária, quais são as partes das engrenagens planetárias, quais são os diferentes tipos de engrenagens planetárias e as fórmulas deste tipo de engrenagens.
O que é uma engrenagem planetária?
Uma engrenagem planetária , também chamada de engrenagem epicíclica , é um sistema de engrenagens que consiste em várias engrenagens externas (planetas) girando em torno de uma engrenagem central (sol).
As engrenagens planetárias geralmente possuem um braço móvel embutido (portador de satélite) que pode girar. Além disso, as engrenagens planetárias também podem incorporar uma engrenagem auxiliar externa (engrenagem de coroa).
Em geral, os eixos das peças das engrenagens planetárias são retos, porém, também existem casos especiais em que são utilizadas engrenagens cônicas e, portanto, os eixos não são paralelos.
Embora as engrenagens planetárias também sejam compostas por diversas engrenagens, elas não devem ser confundidas com trens de engrenagens, pois são sistemas de engrenagens diferentes com características diferentes.
Partes de uma engrenagem planetária
As partes de uma engrenagem planetária são:
- Sol : é a engrenagem solar do trem planetário.
- Planetas : são as engrenagens que estão orientadas para o sol e giram em torno dele.
- Porta-planetas : é a parte da engrenagem planetária que sustenta os planetas. Portanto, ele gira em torno do Sol na mesma velocidade que os planetas.
- Coroa : é uma engrenagem externa que possui dentes em sua face interna e engrena com os dentes dos planetas.
Nota: Observe que também é usada outra terminologia em que o planeta é a engrenagem central e os satélites são as engrenagens que giram em torno dele.
Em geral, as engrenagens planetárias costumam ser formadas por três engrenagens planetárias, pois este é o arranjo em que a carga é melhor distribuída.
Em qualquer engrenagem planetária, um de seus componentes deve permanecer fixo, outro componente é o elemento de entrada, que alimenta o sistema, e outro componente é o elemento de saída, que transmite energia para outro dispositivo mecânico.
Tipos de engrenagens planetárias
As engrenagens planetárias são classificadas de acordo com o elemento fixo. Assim, os diferentes tipos de engrenagens planetárias são os seguintes:
- Engrenagem planetária com coroa fixa : todos os elementos do trem de engrenagens epicíclicas giram, exceto a coroa. Normalmente, o elemento de saída é o portador planetário. Neste caso, a velocidade angular diminui e o torque aumenta.
- Engrenagem Planetária Fixa : Neste tipo de engrenagem planetária, as engrenagens planetárias são fixas, portanto a coroa é o elemento de entrada e o porta-planetas é o elemento de saída. O torque aumenta e a velocidade angular diminui, mas em menor grau do que no caso anterior.
- Engrenagem planetária com suporte planetário fixo : o suporte planetário não gira e, portanto, a coroa e o sol têm sentidos de rotação diferentes.
- Engrenagem Planetária Direct Drive : Neste tipo de engrenagem planetária, dois de seus componentes são fixos. Consequentemente, a transmissão do movimento ocorre diretamente entre os dois elementos móveis.
Fórmula de engrenagem planetária
A relação de transmissão geral de um sistema de engrenagens planetárias pode ser calculada usando as duas equações a seguir, representando as interações sol-planeta e planeta-coroa, respectivamente:
Assim, das duas equações anteriores podemos deduzir a fórmula para a relação global de transmissão das engrenagens planetárias :
Ouro:
-
são respectivamente as velocidades angulares do sol, dos planetas, da coroa e do portador do planeta.
-
são respectivamente o número de dentes do sol, dos planetas e da coroa.
Aplicações de engrenagens planetárias
Basicamente, as engrenagens planetárias são usadas para obter uma redução significativa na velocidade angular em um espaço pequeno. Da mesma forma, as engrenagens planetárias são utilizadas para aumentar significativamente o torque transmitido enquanto ocupam um pequeno volume.
Assim, na engenharia, as engrenagens planetárias têm aplicações muito diversas. Por exemplo, engrenagens planetárias são usadas em motores turboeixo, equipamentos de construção e até mesmo em algumas chaves de fenda elétricas.
Além disso, uma das vantagens das engrenagens planetárias é que elas são mais resistentes e se desgastam menos do que outros tipos de engrenagens, pois distribuem a carga entre os planetas.