SRLN · Engenharia Mecânica

Redutor de
Velocidade Helicoidal

1:4,3 1 kW 1000 RPM ISO 6336 18CrNiMo7-6
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Render do Redutor de Velocidade SRLN

O Projeto

Justificativa do Projeto do Par Engrenado Helicoidal

A escolha da topologia de engrenagens helicoidais para o primeiro estágio deste redutor de velocidade fundamenta-se na necessidade de aliar precisão cinemática, elevada capacidade de transmissão de carga e operação com baixos níveis de ruído e vibração. O par pinhão-coroa foi dimensionado para reduzir a velocidade de entrada de 1000 RPM para aproximadamente 233 RPM, entregando uma relação de transmissão efetiva de i = 4,2941, com desvio insignificante em relação ao alvo nominal de 4,3.

A adoção de um ângulo de hélice β de 20º e um ângulo de pressão α de 20º garante um elevado coeficiente de recobrimento (fator de contato total ε ≈ 2,73). Isso significa que a carga é distribuída gradualmente e suportada por múltiplos dentes simultaneamente, mitigando choques mecânicos no engrenamento (fator de sobrecarga única KAS = 1,0) e otimizando a vida útil do sistema sob regime contínuo.

Do ponto de vista metalúrgico e estrutural, a seleção do aço ligado 18CrNiMo7-6 (~SAE 4320) oferece uma excelente combinação de tenacidade no núcleo (tensão de escoamento Sy = 800 MPa) e alta dureza superficial nos flancos após tratamento térmico (380 HV). Os cálculos de resistência, balizados pela norma ISO 6336:1996, atestam a extrema robustez do dimensionamento frente à potência de 1 kW: o fator de segurança contra a fadiga de contato (pitting) resultou em SH ≈ 3,44, enquanto a segurança contra quebra do dente na raiz (flexão) ultrapassa a marca de SF > 17. Esses valores asseguram não apenas a viabilidade técnica, mas uma confiabilidade operacional superior contra falhas catastróficas.

Detalhamento Técnico

[EM] [COM]
Arcabouço Inferior — SRLN-PRT-SSEM-001
Arcabouço Inferior Lower Housing SRLN-PRT-SSEM-001
[EM] [COM]
Arcabouço Superior — SRLN-PRT-SSEM-002
Arcabouço Superior Upper Housing SRLN-PRT-SSEM-002
[EM] [COM]
Eixo com Chaveta — SRLN-PRT-SSEM-003
Eixo com Chaveta Keyed Shaft SRLN-PRT-SSEM-003
[EM] [COM]
Eixo com Engrenagem — SRLN-PRT-SSEM-004
Eixo com Engrenagem Pinion Shaft SRLN-PRT-SSEM-004
[EM] [COM]
Engrenagem Helicoidal — SRLN-PRT-SSEM-005
Engrenagem Helicoidal Helical Gear SRLN-PRT-SSEM-005
[EM] [COM]
Tampa Menor Furada — SRLN-PRT-SSEM-006
Tampa Menor Furada Smaller Blind Cover SRLN-PRT-SSEM-006
[EM] [COM]
Tampa Menor sem Furo — SRLN-PRT-SSEM-007
Tampa Menor sem Furo Smaller Open Cover SRLN-PRT-SSEM-007
[EM] [COM]
Tampa Maior sem Furo — SRLN-PRT-SSEM-008
Tampa Maior sem Furo Larger Blind Cover SRLN-PRT-SSEM-008
[EM] [COM]
Tampa Maior sem Furo — SRLN-PRT-SSEM-009
Tampa Maior sem Furo Larger Blind Cover SRLN-PRT-SSEM-009
[EM] [COM]
Tampa do Visor de Óleo — SRLN-PRT-SSEM-010
Tampa do Visor de Óleo Oil Sight Cover SRLN-PRT-SSEM-010
[EM] [COM]
Vihal de Óleção — SRLN-PRT-SSEM-011
Vihal de Óleção Oil Sight Glass SRLN-PRT-SSEM-011

Calculation Memorial

SSER-001 24/04/2026 ISO 6336:1996 Verificar Cálculo

Gerador de Componentes de Engrenagens Helicoidais

Saída do projeto · Correção da unidade total · Distribuição de correção de unidade segundo Merrit · Cálculo de torque para potência e velocidade especificadas

Par de Engrenagens Helicoidais SSER-001 — z₁=17, z₂=73, m=3,5 mm, β=20°
Par de Engrenagens Helicoidais z₁ = 17  ·  z₂ = 73  ·  m = 3,500 mm  ·  β = 20°
Verificar Cálculo: Positivo

O cálculo indica a compatibilidade do projeto.

Parâmetros Gerais do Par

Coeficiente de engrenagem
i 4,2941
Coeficiente de engrenagem desejada
iin 4,3000
Módulo
m 3,500 mm
Ângulo de hélice
β 20,0000 grau
Ângulo de pressão
α 20,0000 grau
Distância do centro
aw 168,000 mm
Distância do centro do produto
a 167,608 mm
Correção da unidade total
Σx 0,1129
Passo circular
p 10,996 mm
Passo circular de base
ptb 10,911 mm
Ângulo de pressão de funcionamento
αw 20,3866 grau
Ângulo de pressão tangencial
αt 21,1728 grau
Ângulo de pressão tangencial de funcionamento
αtw 21,5154 grau
Ângulo de hélice da base
βb 18,7472 grau
Módulo tangencial
mt 3,725 mm
Passo circular tangencial
pt 11,701 mm
Coeficiente de contato
ε 2,7306
Coeficiente de contato transversal
εα 1,1754
Coeficiente de sobreposição
εβ 1,5553
Desvio limite paralelismo eixos (fx)
fx 0,0140 mm
Desvio limite paralelismo eixos (fy)
fy 0,0070 mm

Geometria das Engrenagens

Parâmetro Símbolo Eng. 1 Eng. 2 Unidade
Número de dentes z 17 73 —
Correção de unidades x 0,3164 −0,2036 —
Diâmetro do flanco d 63,319 271,897 mm
Diâmetro externo da 71,128 276,066 mm
Diâmetro raiz df 58,674 263,612 mm
Diâmetro circular de base db 59,044 253,543 mm
Diâmetro do flanco de trabalho dw 63,467 272,533 mm
Largura da face b 60,000 50,000 mm
Coeficiente de largura de face br 0,7897 0,1839 —
Adendo a* 0,8000 0,8000 —
Passagem c* 0,1800 0,1800 —
Arredondamento da raiz rf* 0,2735 0,2735 —
Espessura do dente s 6,304 4,979 mm
Espessura do dente tangencial st 6,709 5,299 mm
Espessura cordal tc 5,567 4,397 mm
Adendo cordal ac 2,891 1,284 mm
Cota cordal W 27,584 101,943 mm
Dentes de cotas cordais zw 3,000 10,000 —
Cota sobre (entre) fios M 72,988 278,835 mm
Diâmetro de fio dM 6,000 6,000 mm
Desvio limite do ângulo de hélice Fβ 0,0140 0,0150 mm
Oscilação circunferencial radial limite Fr 0,0210 0,0280 mm
Desvio limite do passo axial fpt 0,0085 0,0090 mm
Desvio limite do passo básico fpb 0,0080 0,0085 mm
Número virtual de dentes zv 20,175 86,634 —
Diâmetro do flanco virtual dn 70,612 303,218 mm
Diâmetro externo virtual dan 78,421 307,387 mm
Diâmetro de círculo de base virtual dbn 66,354 284,932 mm
Correção de unidades sem afunilamento xz 0,3037 −1,5182 —
Correção de unidades sem rebaixo xp −0,3800 −4,2671 —
Correção de unidades com rebaixo admitido xd −0,5133 −4,4004 —
Truncamento adendo k 0,0009 0,0009 —
Unidade de espessura do dente externo sa 0,7996 0,9800 —
Ângulo de pressão na ponta αa 33,2250 22,2558 grau

Cargas e Forças

Parâmetro Símbolo Eng. 1 Eng. 2 Unidade
Potência P 1,000 0,980 kW
Velocidade n 1000,00 232,88 rpm
Torque T 9,549 40,186 N·m
Eficiência η 0,980 — —
Força radial Fr 118,630 — N
Força tangencial Ft 300,923 — N
Força axial Fa −109,527 — N
Força normal Fn 341,635 — N
Velocidade circunferencial v 3,315 — m/s
Velocidade de ressonância nE 119.379,991 — rpm

Material — 18CrNiMo7-6 (~SAE 4320)

Resistência máxima à tração
Su 1150 MPa
Resistência à escoamento
Sy 800 MPa
Módulo de elasticidade
E 206.000 MPa
Coeficiente de Poisson
μ 0,300
Limite de fadiga por vergadura
σFlim 460,0 MPa
Limite de fadiga por contato
σHlim 1500,0 MPa
Dureza dente macho
JHV 210 HV
Dureza de lateral do dente
— 380 HV
Ciclos base — vergadura
NFlim 3×10⁶
Ciclos base — contato
NHlim 5×10⁷
Exp. curva Wöhler — vergadura
qF 6,0
Exp. curva Wöhler — contato
qH 10,0
Tipo de tratamento
tipo 4

Fatores de Carga Adicional

Fator Símbolo Eng. 1 Eng. 2
Fator de aplicação KA 1,200 —
Fator dinâmico KHv 1,078 1,078
Fator de carga de face KHβ 3,281 2,541
Fator de carga transversal KHα 2,120 2,120
Fator de sobrecarga única KAS 1,000 —

Fatores de Contato

Fator Símbolo Eng. 1 Eng. 2
Fator de elasticidade ZE 189,812 —
Fator de zona ZH 2,351 —
Fator de coeficiente de contato Zε 0,922 —
Fator de contato de par único de dentes ZB 1,000 1,000
Fator de vida útil ZN 1,000 1,000
Fator de lubrificante ZL 0,967 —
Fator de rugosidade ZR 1,000 —
Fator de velocidade Zv 0,973 —
Fator de ângulo de hélice Zβ 0,969 —
Fator de tamanho ZX 1,000 1,000
Fator de endurecimento a frio ZW 1,000 —

Fatores de Vergadura

Fator Símbolo Eng. 1 Eng. 2
Fator de forma YFa 1,930 1,982
Fator de correção de tensão YSa 2,065 1,988
Fator de dentes com entalhe de moagem YSag 1,000 1,000
Fator de ângulo de hélice Yβ 0,833 —
Fator de coeficiente de contato Yε 0,822 —
Fator de carga alternada YA 1,000 1,000
Fator de tecnologia de produção YT 1,000 1,000
Fator de vida útil YN 1,000 1,000
Fator de sensibilidade de entalhe Yδ 1,281 1,258
Fator de tamanho YX 1,000 1,000
Fator de superfície de raiz do dente YR 1,000 —

Resultados — Fatores de Segurança

SH Segurança contra corrosão
3,447 / 3,447
SF Segurança contra rompimento do dente
20,534 / 17,895
SHst Segurança estática em contato
3,598 / 3,598
SFst Segurança estática em vergadura
40,081 / 35,568

Vamos falar sobre o seu projeto.

Tipo de projeto